CN108075493A - 一种基于区块链技术的分布式能源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于区块链技术的分布式能源系统，所述系统包括分布式能源发电模块、能源分析调控模块和智能管理模块；所述各模块作用明确，利用分布式电能源本身具有间歇性和波动性等特点，实现分布式能源的协调优化与智能控制，保障电网能够安全、稳定运行。

Description

一种基于区块链技术的分布式能源系统
技术领域
本发明涉及分布式能源系统，为一种基于区块链技术的分布式能源系统；
背景技术
分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式；
区块链技术作为一种去中心化(开放式、扁平化、平性，不具备强制性的中心控制的系统结构)数据库技术，区块链技术的特点是去中心化、可信可追溯性、不可篡改、智能管理特征与分布式能源的属性天然吻合，在革新传统的互联网格局与模式，以保障信任为核心促进交易、认证多方面高效运行；同样地，区块链技术也将在分布式能源时代，促进多形式能源、各参与主体的协同，促进信息与物理系统的融合，实现交易的多元化和低成本化；
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的基于区块链技术的分布式能源系统的技术方案；
为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：一种基于区块链技术的分布式能源系统，其特征在于，包括分布式能源发电模块、能源分析调控模块和智能管理模块；
分布式能源发电模块包括由N个分布式能源发电节点，N为正整数；分布式能源发电节点地位平等且以扁平式拓扑结构相互连通和交互；采用非对称加密算法实现公私钥保护机制，可以用于验证节点信息、数字签名和登陆认证；分布式能源发电节点包括分布式发电单元、分布式蓄能装置及能源荷载单元；分布式发电单元的频率、电压和电流，能源荷载单元的频率、电压和电流，分布式蓄能装置的有功功率和无功功率，打包储存在数据区块上，通过哈希计算(SHA-256)生成包裹信息的数字指纹，将其作为备注信息，加上交易的时间戳，用私钥签名后，将公钥地址一起打包；数据区块以时序关系前后排列链接在一起并组成一条链条，链条中排列在后的数据区块能够追溯到排列在前的数据区块，时序关系为数据区块的产生的时间的先后关系；
能源分析调控模块，用公钥地址进行解密获取包裹信息的数字指纹；读取分布式发电单元的频率、电压和电流、能源荷载单元的频率、电压和电流、分布式蓄能装置的有功功率和无功功率，采用神经网络方法对分布式能源区块链上的总发电量和总负荷量进行预测；根据发电量预测值和负荷量预测值判断分布式能源区块链上是否达到能量平衡；
当分布式能源区块链上达到能量平衡时，向智能管理模块发送频率电压调节控制指令；当分布式能源区块链上未达到能量平衡时，判断分布式能源区块链处于电量盈余状态还是电量缺额状态；
当分布式能源区块链处于电量缺额状态时，首先发送控制信号给分布式蓄能装置，启动分布式蓄能装置对分布式能源区块链进行电能补给，若分布式蓄能装置补给电能工作结束后，分布式能源区块链仍处于电量缺额状态时，发送控制信号给电网，令电网向分布式能源区块链补给电能，若电网不能向分布式能源区块链补给电能或电网补给电能工作结束后，分布式能源区块链仍处于电量缺额状态时，启动，令其向分布式能源区块链补给电能；
当分布式能源区块链处于电量盈余状态时，首先发送控制信号给分布式发电单元，令其向电网供电，若电网不需要电能补给或者为电网补给电能工作结束后，分布式能源区块链上仍存在剩余电能，令分布式蓄能装置响应其是否需要充电；若分布式蓄能装置需要充电，则启动分布式蓄能装置，为分布式蓄能装置充电，若分布式蓄能装置不需要充电或者向分布式蓄能装置充电结束后，分布式能源区块链上仍存在剩余电能，启动，令其消耗分布式能源区块链上多余电能；
智能管理模块，用公钥地址进行解密获取包裹信息的数字指纹；读取分布式能源发电模块内各分布式发电单元及能源荷载单元的节点频率、电压、有功功率及无功功率；接受频率电压调节控制指令，调节该智能管理模块所连接的分布式能源发电模块内分布式发电单元的及能源荷载单元的节点频率和电压，使得各节点频率与电网工频一致，各电压与电网额定电压一致。
本发明的有益成果为：本发明提供了一种基于区块链技术的分布式能源系统，利用分布式电能源本身具有间歇性和波动性等特点，实现分布式能源的协调优化与智能控制，保障电网能够安全、稳定运行。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行详细的说明；应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内；具体方法如下：
实施例1：一种基于区块链技术的分布式能源系统，其特征在于，包括分布式能源发电模块、能源分析调控模块和智能管理模块；
分布式能源发电模块包括由N个分布式能源发电节点，N为正整数；分布式能源发电节点地位平等且以扁平式拓扑结构相互连通和交互；采用非对称加密算法实现公私钥保护机制，可以用于验证节点信息、数字签名和登陆认证；分布式能源发电节点包括分布式发电单元、分布式蓄能装置及能源荷载单元；分布式发电单元的频率、电压和电流，能源荷载单元的频率、电压和电流，分布式蓄能装置的有功功率和无功功率，打包储存在数据区块上，通过哈希计算(SHA-256)生成包裹信息的数字指纹，将其作为备注信息，加上交易的时间戳，用私钥签名后，将公钥地址一起打包；数据区块以时序关系前后排列链接在一起并组成一条链条，链条中排列在后的数据区块能够追溯到排列在前的数据区块，时序关系为数据区块的产生的时间的先后关系；
能源分析调控模块，用公钥地址进行解密获取包裹信息的数字指纹；读取分布式发电单元的频率、电压和电流、能源荷载单元的频率、电压和电流、分布式蓄能装置的有功功率和无功功率，采用神经网络方法对分布式能源区块链上的总发电量和总负荷量进行预测；根据发电量预测值和负荷量预测值判断分布式能源区块链上是否达到能量平衡；
当分布式能源区块链上达到能量平衡时，向智能管理模块发送频率电压调节控制指令；当分布式能源区块链上未达到能量平衡时，判断分布式能源区块链处于电量盈余状态还是电量缺额状态；
当分布式能源区块链处于电量缺额状态时，首先发送控制信号给分布式蓄能装置，启动分布式蓄能装置对分布式能源区块链进行电能补给，若分布式蓄能装置补给电能工作结束后，分布式能源区块链仍处于电量缺额状态时，发送控制信号给电网，令电网向分布式能源区块链补给电能，若电网不能向分布式能源区块链补给电能或电网补给电能工作结束后，分布式能源区块链仍处于电量缺额状态时，启动，令其向分布式能源区块链补给电能；
当分布式能源区块链处于电量盈余状态时，首先发送控制信号给分布式发电单元，令其向电网供电，若电网不需要电能补给或者为电网补给电能工作结束后，分布式能源区块链上仍存在剩余电能，令分布式蓄能装置响应其是否需要充电；若分布式蓄能装置需要充电，则启动分布式蓄能装置，为分布式蓄能装置充电，若分布式蓄能装置不需要充电或者向分布式蓄能装置充电结束后，分布式能源区块链上仍存在剩余电能，启动，令其消耗分布式能源区块链上多余电能；
智能管理模块，用公钥地址进行解密获取包裹信息的数字指纹；读取分布式能源发电模块内各分布式发电单元及能源荷载单元的节点频率、电压、有功功率及无功功率；接受频率电压调节控制指令，调节该智能管理模块所连接的分布式能源发电模块内分布式发电单元的及能源荷载单元的节点频率和电压，使得各节点频率与电网工频一致，各电压与电网额定电压一致。
本发明的有益成果为：本发明提供了一种基于区块链技术的分布式能源系统，利用分布式电能源本身具有间歇性和波动性等特点，实现分布式能源的协调优化与智能控制，保障电网能够安全、稳定运行。

Claims (1)

1.一种基于区块链技术的分布式能源系统，其特征在于，包括分布式能源发电模块、能源分析调控模块和智能管理模块；
所述分布式能源发电模块包括由N个分布式能源发电节点，N为正整数；所述分布式能源发电节点地位平等且以扁平式拓扑结构相互连通和交互；采用非对称加密算法实现公私钥保护机制，可以用于验证节点信息、数字签名和登陆认证；所述分布式能源发电节点包括分布式发电单元、分布式蓄能装置及能源荷载单元；所述分布式发电单元的频率、电压和电流，所述能源荷载单元的频率、电压和电流，所述分布式蓄能装置的有功功率和无功功率，打包储存在数据区块上，通过哈希计算(SHA-256)生成包裹信息的数字指纹，将其作为备注信息，加上交易的时间戳，用私钥签名后，将公钥地址一起打包；所述数据区块以时序关系前后排列链接在一起并组成一条链条，所述链条中排列在后的数据区块能够追溯到排列在前的数据区块，所述时序关系为所述数据区块的产生的时间的先后关系；
所述能源分析调控模块，用公钥地址进行解密获取所述包裹信息的数字指纹；读取所述分布式发电单元的频率、电压和电流、所述能源荷载单元的频率、电压和电流、所述分布式蓄能装置的有功功率和无功功率，采用神经网络方法对分布式能源区块链上的总发电量和总负荷量进行预测；根据发电量预测值和负荷量预测值判断分布式能源区块链上是否达到能量平衡；
当分布式能源区块链上达到能量平衡时，向智能管理模块发送频率电压调节控制指令；当分布式能源区块链上未达到能量平衡时，判断分布式能源区块链处于电量盈余状态还是电量缺额状态；
当分布式能源区块链处于电量缺额状态时，首先发送控制信号给分布式蓄能装置，启动分布式蓄能装置对分布式能源区块链进行电能补给，若分布式蓄能装置补给电能工作结束后，分布式能源区块链仍处于电量缺额状态时，发送控制信号给电网，令电网向分布式能源区块链补给电能，若电网不能向分布式能源区块链补给电能或电网补给电能工作结束后，分布式能源区块链仍处于电量缺额状态时，启动，令其向分布式能源区块链补给电能；
当分布式能源区块链处于电量盈余状态时，首先发送控制信号给分布式发电单元，令其向电网供电，若电网不需要电能补给或者为电网补给电能工作结束后，分布式能源区块链上仍存在剩余电能，令分布式蓄能装置响应其是否需要充电；若分布式蓄能装置需要充电，则启动分布式蓄能装置，为分布式蓄能装置充电，若分布式蓄能装置不需要充电或者向分布式蓄能装置充电结束后，分布式能源区块链上仍存在剩余电能，启动，令其消耗分布式能源区块链上多余电能；
所述智能管理模块，用公钥地址进行解密获取所述包裹信息的数字指纹；读取分布式能源发电模块内各分布式发电单元及能源荷载单元的节点频率、电压、有功功率及无功功率；接受所述频率电压调节控制指令，调节该智能管理模块所连接的分布式能源发电模块内分布式发电单元的及能源荷载单元的节点频率和电压，使得各节点频率与电网工频一致，各电压与电网额定电压一致。
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