基于区块链的园区微网分布式电力交易实现机制综述

在开放的电力市场环境下,分布式电源发展迅速。分布式电力交易迎来了前所未有的发展机遇,可有效支撑园区微网运营商实现多能源互补和协同优化,促进园区微网数字化、经济化、低碳化运营。在此背景下,首先对区块链技术和分布式电力市场的契合度进行了分析,并基于分布式电力交易和区块链的特性构建了基于区块链的园区微网分布式交易框架模型。其次,对基于区块链的多元分布式电力交易的实现机制（包括智能合约、共识机制以及跨链技术）进行了分析,最后给出了不同实现机制所面临的风险挑战。     

基于博弈策略的能源区块链安全交易机制

能源区块链的先期探索给能源互联网的建设提供了良好的技术支撑,然而大规模参与主体的不断涌入,能源交易的安全、公平、效率等问题再次迎来新的挑战,博弈论因考量了交易主体之间的策略互动及利益依存关系,有望为该问题的解决提供新思路。首先,以能源交易的利益最大化为目标函数,构建多能源交易策略的博弈模型,依据能源供需量及报价,求解能源用户和能源商户策略博弈的纳什均衡值,为交易机制提供价格参考。其次,结合能源互联网的特性,构建基于联盟链的弱中心化多主体能源交易机制,并对能源区块结构及共识机制进行改进以实现高效可靠的交易流程。最后,在模拟场景下进行算例仿真,仿真结果表明所提出的安全交易机制在保障买卖双方利益的同时,加快了区块的共识速度,为能源交易平台的建设提供帮助。     

基于多链式能源区块链的P2P微网电能交易研究

随着社会经济发展对新能源电力需求的日益增加,发展与之相适应多主体、分时段的电能交易模式可促进电力能源结构的优化.在分析能源区块链结构和运行机理的基础上,针对微网P2P电能交易特征设计了一种多链式能源区块链工作模式,可保证整个过程完整、可监督和真实,进而针对该工作模式提出了动态分区算法优化电能交易过程.设置四组算例仿真实验,由实验结果可知,通过设置初始分区数、依据电能交易频率调整分区能够优化微网P2P电能交易过程,并给出区块大小和节点数目对单个区块链传播时间的影响.     

基于区块链的表后微网系统及其点对点能量块交易模型设计

随着微电网和储能技术的不断发展,新能源消纳问题得到有效改善。然而,当前公共性质的微网系统由于投资成本较高,难以调动用户参与积极性,灵活储能装置的作用难以充分发挥。首先设计包含多种分布式电源的表后微网系统,介绍表后微网系统的整体架构,其次介绍基于区块链的系统运行方式,以建设数据共享,系统共治的表后微网系统。随后,提出一种可灵活选择交易时间段和交易量的能量块概念及其交易机制,搭建目标函数为社会福利最大化的优化模型,设计能量块单日交易算法流程,以满足表后微网系统中用户分段式的交易需求,解决现有点对点能源交易与表后微网系统不匹配的问题。最后,算例部分设计含多种分布式电源参与的表后微网系统,讨论所述表后微网系统整体的运行过程和不同用户的交易特点,证明所述算法的有效性,表明表后微网系统及其能量块交易模型对分布式电源高效利用,社会福利增加所起的重要作用。     

基于多链协同区块链的分布式能源交易

传统的电力市场交易方式主要是由电力调度交易机构根据市场需求及供需计划,通过集中的方式将发电厂的发电量调度给用电方。随着我国分布式能源的高速发展,并网需求急剧增加,集中调度处理速度成为发展瓶颈。采用分布式能源交易可有效解决此类问题。而区块链具有节点对等、去中心化,数据公开透明等特点与分布式能源交易的诉求相吻合。文章针对分布式能源交易集中调度处理可靠性低,速度慢的问题提出了基于多链协同区块链的分布式能源交易方法。该方法根据地区分片划分从链并行处理交易的方法,解决了采用区块链系统交易速度缓慢的问题。将有用工作量证明机制与电力匹配调度算法有机结合起来,提出了分布式能源交易矩阵策略,在维持了去中心化的同时解决了工作量证明机制算力浪费问题。     

基于区块链的微电网智能交易与协同调度策略研究

文章旨在研究目前微电网内分布式交易调度实施成本高,不同交易场景中清洁能源数量和出力大小受外界环境影响而引起交易需求存在差异,导致新能源无法充分消纳的问题,提出了计及碳排放权认证的微电网智能交易调度模型。首先,设计碳履约函数和多时间尺度组合共识函数,降低交易成本,减少算力消耗;其次在基于微电网公有链的弱中心化调度架构下制定调度计划,设计了含联合激励机制的演化博弈算法进行求解,提高新能源消纳能力。最终采用北京金风能源互联网园区数据进行算例分析得出了可靠度、去中心化度与微电网运行成本、运行效率间关联规律。     

基于区块链技术的产消者P2P电能智能交易合约

随着分布式资源比例在配电网中不断提高,如何为拥有源荷二重属性的产消者提供低信任成本交易平台和经济性高的智能合约是一个重要的问题。具有分布式特点和工作量证明(proof of work,PoW)安全机理的区块链技术被认为是目前最为适合分布式能源交易的工具之一。针对多产消者电能交易问题提出了区块链技术支撑的P2P智能合约。首先,建立了产消者的资源量化模型;其次,提出了基于P2P思路的产消者日前合约制定方法,产消者通过拉格朗日解耦原理和次梯度法对电能计划函数进行求解,期间根据价格更新函数在辅助区块链上实现信息交互,充分保护了用户的隐私安全,最终日前交易结果将存入内容可追溯的区块链账单中;在实时环节,全体产消者基于满足激励相容理论的VCG(vickrey-clarke-groves)规则对可能存在的功率偏差进行P2P电能交易,并将达成共识后的交易结果计入账单,在保证满足实时交易时限的同时提供了结算方便的区块链代币;最后通过算例验证了所提智能合约的有效性。     

能源互联网电力交易区块链中的关键技术

随着清洁可再生能源产业的迅速发展,现有的能源架构难以满足能源产消的需要,一场能源行业的革新势在必行.能源互联网作为一个学术与工业界看好的下一代能源基础设施的发展方向,受到广泛关注,其开放、互联、对等、分享的基本特征为未来能源发展勾勒出一个丰富的愿景.然而,现有成熟的信息技术方案从设计思想到工程实施无法全面满足能源互联网...     

面向分布式电力交易的区块链算法应用研究综述

当下分布式电力交易呈现出中心化网络风险验证和市场竞争过小等问题。区块链技术去中心化、防篡改及分布式存储等特点与分布式电力交易中存在的问题高度契合,将区块链技术应用于分布式电力交易中受到广泛关注。文章从安全防护类算法、数据同步类算法及共识类算法3个方面梳理了区块链相关算法,将其结合分布式电力交易的部分适用场景展开分析,总结现有区块链核心算法在分布式电力交易中优缺点。最后,对区块链技术现在存在的问题及各类算法在未来分布式电力交易的适用性进行分析,通过对3类算法分析综述,从安全、共享、共识3个方面提高分布式交易的交易速率和可靠性,为未来区块链核心算法在分布式电力交易领域的应用提供研究思路。     

计及信誉值和电气距离的分布式电能交易区块链模型

多微电网间分布式交易可促进新能源的消纳,提高配电网运行的安全性。然而其个体趋利性强和出力不确定性等问题可能使交易主体发生严重违约行为,影响分布式电能交易的经济性。因此,提出计及信誉值和电气距离的多微电网分布式电能交易区块链模型。首先,针对分布式电能交易中存在的违约行为,提出基于合约完成率的信誉值评估模型,并结合其报价信息调整购售电主体的交易次序。其次,为促进交易主体选择就近交易和提高交易效率,在智能合约中设计了计及电气距离的交易撮合机制,并提出根据市场进程和自身信誉情况的报价更新策略。再次,为实现配电网运行的安全性,在交易撮合过程中引入了实时动态网络安全校核方法。最后,基于Matlab和IDE-Remix平台对智能合约进行仿真分析,算例结果证明了所提分布式交易机制的合理性和有效性。     

基于主从区块链技术的区域能源交易架构

区域能源交易主要通过集中式的交易服务平台提供买卖交易合同,配合电网进行电力供应与输送,存在服务成本高、交易效率低、用户隐私缺乏安全保障等问题.通过分析区域能源交易主体的特点以及不同类型区块链的适用范围,提出了基于主从区块链技术的区域能源交易架构;建立了适用于区域能源交易的主从区块链模型;证明了该模型具有高度安全性,并对...     

基于区块链技术的智能配售电交易平台架构设计

为提高用户侧分布式能源市场运行效率,降低交易安全风险,提出了基于区块链技术的智能配售电交易平台架构。首先设计了一种基于双向拍卖机制的配电网全电量竞争的市场交易机制,提高了点对点的撮合效率并兼顾对产消者市场行为的约束。然后采用基于以太坊平台的区块链技术,建立了面向实时交易请求与数据采集的层级化智能配售电交易平台体系架构,实现了能量流与信息流高度耦合下的数据安全交互。最后,算例与应用分析表明智能配售电交易平台具有高效性、可追溯性及实时性。     

基于区块链架构的电力业务交易数据隐私保护

能源互联网的建设使得电力网络愈加开放,网络信任风险日益加剧,亟须一种兼具隐私保护和监管功能的区块链交易方案,以保证能源互联网交易的安全性及可控性.为解决传统区块链应用模式难以同时兼顾交易数据隐藏和监管这2个方面的不足,提出了一种可监管的区块链交易隐私保护模型.该模型采用概率公钥加密算法实现区块链交易用户真实身份的隐藏;...     

基于区块链和市场机制的新能源消纳优化调度策略

为充分发挥市场调节能力,顾及电力交易规模大、频率高、参与主体类型多以及交易需求多样的特点,提出一种基于区块链和市场机制的新能源消纳优化调度策略。对基于区块链的电力市场交易机制框架进行说明,分时段对供电电源主体从发电类型、价格和输电损耗3个方面进行评估,依据评估结果结合发电特性对各类电源进行分时段调度,确保新能源的优先消纳;在新能源大发阶段通过电网价格调节手段激励用电负荷积极参与新能源消纳;同时电源和负荷主体都可以响应电网调频调压需求并提出相应报价,协同电力市场交易各方积极参与电网的稳定控制。仿真实验表明提出的新能源消纳优化调度策略可促进新能源的消纳,促进电网短期电力调度与新能源波动性的结合,助力能源系统升级。     

基于区块链的电动汽车充电桩两阶段交易优化

为了解决电动汽车大规模发展带来的充电交易主体之间的信任问题,提出了基于区块链的电动汽车充电桩两阶段交易优化方法。首先,设计电动汽车充电桩两阶段交易优化框架;然后,为了避免电网负荷过载给电网的安全稳定运行带来影响,以电网容量裕度为约束,引入双向交易市场、P2P交易市场,在各个充电站之间进行充电权交易,构建电网与电动汽车充电桩交易优化模型;其次,为了降低充电站的偏差惩罚成本以及引导电动车车主有序充电,构建了基于需求响应的电动汽车充电桩与车主交易优化模型;最后,以某一仿真场景为例进行算例分析,验证模型的有效性。算例结果表明:基于区块链的两阶段交易优化模型,能提高充电站的收益,降低系统峰谷差。     

基于异构区块链的多能系统交易体系及关键技术

能源行业中多种能源的整合对未来市场化交易提出了新的需求,区块链作为一种新型的信息化技术能够有效地支撑能源领域产业新业态的创新服务模式拓展。为了拓宽未来多能互补控制技术的应用,实现多能系统中多方信息资源和物理资源的整合,解决互补集成控制过程中的交易安全问题,文中基于多能系统互联交易需求及现阶段区块链的技术发展现状,重点分析了区块链在多能系统中的应用适用性以及异构区块链所带来的信息互联互通问题,提出了构建基于异构区块链技术的多能系统交易体系的必要性和方法。最后,详细分析了异构区块链技术在多能系统中应用的关键技术以及后续业务发展的局限性,并给出相关问题解决的技术方案和相应的建议,有效地支撑了未来多能系统下多种形式的异构区块链交易结算的工作。     

基于区块链动态合作博弈的多微网共治交易模式

随着前沿信息技术在智慧能源系统中的广泛应用,能源互联网下的多能源交易市场面临着诸多新的挑战。基于区块链技术构建微网群中聚合商与多个微网2类交易主体间的共治交易环境,设计区块链聚合商–微网群联盟交易架构及区块数据结构,针对包含冷热电联供系统的微网及聚合商2类区块链节点,以多能互补为基本原则建立考虑碳配额机制及环境标识因数的节点模型;基于聚合商及微网节点间的能源交易新模式,设计动态合作博弈的环境标识因数激励机制及多目标进化算法支撑的智能合约,并提出共治系数用以评估所提微网群运营策略的有效性;最后,经算例仿真验证表明,区块链共治交易模式在保证各交易节点效用的基础上,可为多能源协调优化互补提供有力支撑,促进可再生能源发电就地消纳,有助于微网群的低碳可持续发展。