CN110189223A - 基于储能系统用户对用户的交易方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于储能系统用户对用户的交易方法，包括：根据获取的用户交易意向信息，按照智能合约模板设定的规则，生成交易智能合约；在监测到所述交易智能合约包括的标的电量的执行时段到达时，生成电能输送指令，并发送至所述交易智能合约包括的交易双方的智能电表；交易方的智能电表根据接收到的所述交易智能合约包括的标的电量的电能输送指令，控制储能系统送出所述标的电量的电能或接收所述标的电量的电能。该方法在覆盖的区域内，实现了电能在区域用户之间的就近交易、就近输送，减少了电能损耗。

Description

基于储能系统用户对用户的交易方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统计费技术领域，具体涉及一种基于储能系统用户对用户的交易方法及系统。

背景技术

随着能源短缺和环境污染等问题日趋严峻，对于可再生能源的利用越来越受到人们的关注，能够将电能转换为化学能的储能系统或系统成为了一个重要的研究方向。

储能系统或系统使得居民用户或企业用户不仅仅扮演着能源消费者的角色，还充当能源供给者。但是目前的自产自销、剩电上网的集中交易模式导致电能跨区域输送现象，因而电能损耗大、电能浪费严重等问题。

发明内容

本发明提供了一种基于储能系统用户对用户的交易方法及系统以解决现有技术中局部地区内电能输送损耗大、电能浪费严重等问题。

第一方面，本发明提供的基于储能系统用户对用户的交易方法，包括以下步骤：

步骤S10：根据获取的用户交易意向信息，按照智能合约模板设定的规则，生成交易智能合约；

步骤S20：在监测到所述交易智能合约包括的标的电量的执行时段到达时，生成电能输送指令，并发送至所述交易智能合约包括的交易双方的智能电表；

步骤S30：交易方的智能电表根据接收到的所述交易智能合约包括的标的电量的电能输送指令，控制储能系统送出所述标的电量的电能或接收所述标的电量的电能。

进一步地，所述的方法，

所述步骤S10，根据获取的用户交易意向信息，按照智能合约模板设定的规则，生成交易智能合约，为：

所述用户交易意向信息包括：待交易电量的物理位置、供需电量、待交易电量的供需时段、标的电量的虚拟货币值；

所述用户交易意向包括售出交易意向和购买交易意向；

按照智能合约模板设定的规则，将待交易电量的物理位置、供需电量、供需时段、标的电量的虚拟货币值均匹配的售出交易意向和购买交易意向组合，生成交易智能合约。

进一步地，所述的方法，所述用户交易意向信息还包括：待交易电量的用户身份，所述用户身份包括：居民用户、企业用户、电力公司、电动汽车、储能系统；

所述步骤S10中，所述智能合约模板设定的规则包括：

在生成交易智能合约时，

将居民用户或企业用户的可供应电量以最高的优先级与居民用户或企业用户、电动汽车的需求电量匹配；

将居民用户或企业用户的可供应电量以次高的优先级与电力公司的需求电量匹配；

待交易电量的物理位置之间的距离最小具有最大的匹配权重；

标的电量的虚拟货币值最小具有次大的匹配权重。

进一步地，所述的方法，还包括：

获取新用户的注册请求，并在从所述注册请求中提取的用户物理位置位于服务区域时，向所述新用户发送智能合约模板的签约验证信息；

在接收到新用户发送的签约确认信息后，将从所述注册请求中提取的用户身份和所述签约确认信息存储在区块中，并发布所述区块。

进一步地，所述的方法，在所述步骤S10之前，还包括：

按照预先设定的时间间隔，将获取的储能系统的可送出电能或待接收电能需求存储在区块内，并发布所述区块。

进一步地，所述的方法，在所述步骤S30之后，还包括：

在获取到售出方的智能电表送出所述标的电量的电能，及购买方的智能电表接收到所述标的电量的电能时，更新售出方的智能电表或购买方的智能电表对应的虚拟货币的数值，

将所述虚拟货币的数值写入到区块中，并发布所述区块。

进一步地，所述的方法，在所述步骤S10之后，还包括：

将所述交易智能合约存储在区块内，并发布所述区块。

进一步地，所述的方法，

所述交易方的智能电表用于控制企业用户或居民用户在接收标的电量的同时，消耗所述标的电量；或

所述交易方的智能电表用于控制与其连接的储能系统在第一时间将接收到的标的电能转换为化学能，

及在第二时间将化学能转换为电能以本地消耗或对外出售；

其中，所述第二时间晚于所述第一时间。

第二方面，本发明还提供一种基于储能系统用户对用户的交易系统，包括：

多个电能交易节点，

每个所述电能交易节点包括智能电表，所述智能电表用于与储能系统一一对应地连接；

所述储能系统包括：电能消耗装置、电能生成装置或储能装置；

所述电能消耗装置、电能生成装置或储能装置还用于与电能输变装置连接；

所述智能电表用于唯一地标识电能交易用户；

所述电能交易用户包括以下类型：居民用户、企业用户、电动汽车、电力公司；

每个所述电能交易节点，用于：

根据获取的用户交易意向信息，按照智能合约模板设定的规则，生成交易智能合约；

在监测到所述交易智能合约包括的标的电量的执行时段到达时，生成电能输送指令，并发送至所述交易智能合约包括的交易双方的智能电表；

电能交易用户的智能电表，用于根据接收到的所述交易智能合约包括的标的电量的电能输送指令，控制储能系统送出所述标的电量的电能或接收所述标的电量的电能。

本发明提出的基于储能系统用户对用户的交易方法，在本发明提出的基于储能系统用户对用户的交易系统覆盖的区域内，实现了电能在区域用户之间就近交易、就近输送，电能的输送距离得以缩短，从而减少了电能损耗，一定程度上避免了区域内的电能浪费。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本发明实施例的基于储能系统用户对用户的交易方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的本发明实施例的基于储能系统用户对用户的交易系统储能系统的结构示意图；

图3为本发明另一个实施例的储能系统用户对用户的交易方法示意图；

图4为本发明另一个实施例的区块链交易结构示意图；

图5为本发明另一个实施例的为用户之间交易示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

目前，储能系统或系统(能源储备，简称储能)对本地生成的电能大多采用自产自销、剩电上网的交易模式。这里的“上网”，是指储能系统将本地生成的电能先行供应本地使用后，剩余的电能并入到市电网络中，由电网统一调配的电能配置模式。这种电网统一调配电能的模式难以实现储能设备、电能生成设备、输变电设备的充分利用，资源配置效率低下；不可再生的风电、光电因为设备停机而被浪费，且用户配置的储能系统或系统的利用率比较低。另一方面，以上模式也不适应电力市场化改革的需求。

本发明提供的基于储能系统用户对用户的交易方法及系统，实现了区域内地理距离很近的供方或需方之间的电能交易；提供的多用户间电能的可靠、可信、及时、短距离交易模式能够最大化利用当地环境(如风能、光能沼气等生物能、水电)以及本地煤电、天然气发电等所发电设备生产的电能，能够减少远距离输送电能时造成的能量损失，减少高昂的电网输变设备投资。因此，该方法及系统比传统的自上而下的能源配电方法效率更高。

如图3所示，本发明一个实施例的储能系统用户对用户的交易方法中，基于区块链技术，用户根据智能电表的电量数据与区块链上的其他用户制定智能合约，并根据该智能合约以虚拟货币结算工具进行电能交易。

如图4所示，该区块链交易结构包括用户、智能合约、智能电表、虚拟货币这4个主要要素。任一用户面对的交易对象可以是邻居，也可以是来到本地的陌生人；交易时双方不需要预先获得对方的信任，即可进行可信交易，也即“去信任”。虚拟货币则是任一用户拥有的电能的数字资产，可以等价地替代用户已存储的电能或待存储的电能。智能电表则具有多种功能，包括进行输送电量的计量，存储交易数据，以及受控地执行电能交易，控制交易标的中的电能的送出或接收。智能合约为交易双方认可的交易协议，具体的物理载体为计算机可以读取和执行的逻辑代码。

如图5所示，用户A为居民小区用户，用户B为企业用户，用户C为电动汽车，用户D为居民用户；除外用户C电动汽车为单一的能源消费者之外，其他的用户均在本地部署有储能设备；这些储能设备均在并网点处并入电力公司运营的市电网络中。应该理解为，电能在各储能系统(至少包括有储能设备，如储能电池；还可能包括电能生成设备，电能消耗设备)之间的输配电过程可以借助现有的市电网络实现。

应该理解为，居民用户和电力公司的角色定义并不能相同。电力公司用于提供市电网络，提供用户之间执行电能交易智能合约所需要的输电变设备和电力网络，保证电网安全。

对于居民用户，或企业用户而言，为其管理和运营的光伏系统、风电系统、火电发电设备(如蒸汽轮机)、天然气发电设备(如燃气轮机)或水电发电设备配备储能设备(通常为储能电池)或储能系统的目的之一，是在光资源或风资源充足的时候，尽量生产更多的电能；并将部分电能储存起来，应对光照不足或风能不足时的用电需求；另外，还可以利用储能设备，接入公用电网，利用“削峰填谷”操作来获得经济收益。

如图1所示，第一方面，本发明提供的基于储能系统用户对用户的交易方法，包括以下步骤：

步骤S10：根据获取的用户交易意向信息，按照智能合约模板设定的规则，生成交易智能合约；

步骤S20：在监测到所述交易智能合约包括的标的电量的执行时段到达时，生成电能输送指令，并发送至所述交易智能合约包括的交易双方的智能电表；

步骤S30：交易方的智能电表根据接收到的所述交易智能合约包括的标的电量的电能输送指令，控制储能系统送出所述标的电量的电能或接收所述标的电量的电能。

应该理解为，每一电能交易节点生成的交易智能合约均就近即时存储在区块中，并在全部的区块链节点发布及更新；因为在用户注册时，已经认证、认可及确认了智能合约模板；在匹配智能合约时，不需要再向用户请求交易确认指令，而可以自动地生成交易达成的智能合约。

应该理解为，电动汽车也可以作为交易方，这时，交易方的智能电表，具体地，可以为充电桩或充电枪内的电量计量设备。进一步地，所述的方法，

进一步地，所述的方法，

所述步骤S10，根据获取的用户交易意向信息，按照智能合约模板设定的规则，生成交易智能合约，为：

所述用户交易意向信息包括：待交易电量的物理位置、供需电量、待交易电量的供需时段、标的电量的虚拟货币值；

所述用户交易意向包括售出交易意向和购买交易意向；

按照智能合约模板设定的规则，将待交易电量的物理位置、供需电量、供需时段、标的电量的虚拟货币值均匹配的售出交易意向和购买交易意向组合，生成交易智能合约。

进一步地，所述的方法，所述用户交易意向信息还包括：待交易电量的用户身份，所述用户身份包括：居民用户、企业用户、电力公司、电动汽车、储能系统；

所述步骤S10中，所述智能合约模板设定的规则包括：

在生成交易智能合约时，

将居民用户或企业用户的可供应电量以最高的优先级与居民用户或企业用户、电动汽车的需求电量匹配；

将居民用户或企业用户的可供应电量以次高的优先级与电力公司的需求电量匹配；

待交易电量的物理位置之间的距离最小具有最大的匹配权重；

标的电量的虚拟货币值最小具有次大的匹配权重。

进一步地，所述的方法，还包括：

获取新用户的注册请求，并在从所述注册请求中提取的用户物理位置位于服务区域时，向所述新用户发送智能合约模板的签约验证信息；

在接收到新用户发送的签约确认信息后，将从所述注册请求中提取的用户身份和所述签约确认信息存储在区块中，并发布所述区块。

进一步地，所述的方法，在所述步骤S10之前，还包括：

按照预先设定的时间间隔，将获取的储能系统的可送出电能或待接收电能需求存储在区块内，并发布所述区块。

进一步地，所述的方法，在所述步骤S30之后，还包括：

在获取到售出方的智能电表送出所述标的电量的电能，及购买方的智能电表接收到所述标的电量的电能时，更新售出方的智能电表或购买方的智能电表对应的虚拟货币的数值，

将所述虚拟货币的数值写入到区块中，并发布所述区块。

应该理解为，这里的购买方可以为居民用户或企业用户或储能系统或电动汽车。

进一步地，所述的方法，在所述步骤S10之后，还包括：

将所述交易智能合约存储在区块内，并发布所述区块。

进一步地，所述的方法，

所述交易方的智能电表用于控制企业用户或居民用户在接收标的电量的同时，消耗所述标的电量；或

所述交易方的智能电表用于控制与其连接的储能系统在第一时间将接收到的标的电能转换为化学能，

及在第二时间将化学能转换为电能以本地消耗或对外出售；

其中，所述第二时间晚于所述第一时间。

如图2所示，本发明实施例的基于储能系统用户对用户的交易系统2000，包括：

多个电能交易节点，

每个所述电能交易节点包括智能电表500，所述智能电表500用于与储能系统一一对应地连接；

所述储能系统包括：电能消耗装置100、电能生成装置200或储能装置300；

所述电能消耗装置100、电能生成装置200或储能装置300还用于与电能输变装置400连接；

所述智能电表500用于唯一地标识电能交易用户；

所述电能交易用户包括以下类型：居民用户、企业用户、电动汽车、电力公司；

每个所述电能交易节点，用于：

根据获取的用户交易意向信息，按照智能合约模板设定的规则，生成交易智能合约；

在监测到所述交易智能合约包括的标的电量的执行时段到达时，生成电能输送指令，并发送至所述交易智能合约包括的交易双方的智能电表；

电能交易用户的智能电表，用于根据接收到的所述交易智能合约包括的标的电量的电能输送指令，控制储能系统送出所述标的电量的电能或接收所述标的电量的电能。

具体地，实施该基于储能系统用户对用户的交易方法时，包括：

1)制定参与用户事先约定好的及指导参与用户如何执行的智能合约；

2)制定代表储能系统中的真实电能的虚拟货币；

3)智能电表实时采集分布式发电、蓄电以及用电用户的发电量数据与用电量数据；

4)用户根据智能电表的电量数据与其他用户制定智能合约，并在智能合约中约定本次交易中交易电量与虚拟货币之间的换算关系；

5)执行该智能合约，包括分别更新交易双方的虚拟货币的数据，受控地执行电能交易，控制交易标的中的电能的送出或接收。

进一步地，该方法还可以包括：

6)按照预先设定的时间间隔，获取各用户的储能系统中的可输送电能或待输送电能需求、各储能用户的虚拟货币的数值，并写入到区块链中。

进一步地，该方法还可以包括：

7)执行该合约，生成充电或放电执行指令到相应的交易双方的智能电表，从而控制接收方储能系统接收到合约中指定的电量，及控制发送方储能系统发送出合约中指定的电量。

应该理解为，交易双方在执行标的电能时，也可以通过从公共电网获取对等的电能或向公共电网输送对应的电能来实现。

优选地，该智能电表基于区块链技术，可以实现电量的双向计量，并可以完成用户对用户的电力交易(如，主动控制电能输送)以及电能交易数据的存储。

应该理解为，该智能合约用于存储及执行交易双方(如，储能用户)达成的交易协议的合约条款的计算机化文件。具体实施时，由某种代码或者可编程的脚本组成，通常是一个0或1的逻辑文本或者程序代码。该智能合约用于指导参与的用户主体如何执行交易且合约的内容被参与双方认可。

该智能合约中可以包括：交易达成的时间、交易双方的ID、交易标的电量的传输时间、交易双方的虚拟货币的增加量或减少量。

优选地，该虚拟货币为能源数字资产，如，一个虚拟货币可以表示1KWh存在储能系统中的真实电能。

应该理解为，电能在不同时段具有不同的交易价格，因此，虚拟货币还可以具有时间属性，用于表明交易达成后，可以在约定的时段向交易的另一方进行电能输送，而不是在任意时段均可以向交易的另一方进行输送。

以上步骤，将储能系统生成或接收的电能实现了货币化以及数字化。在交易意愿或交易达成后，储能系统中的待出售能源或已接收能源实现了货币化。

具体实施时，该方法利用区块链技术，以智能合约为数字载体，通过智能电表这一物理设备，利用虚拟货币这一能源数字化手段，实现了用户对用户的分布式电能交易，完成了在区域多用户间的电能输送，实现了资源优化配置，最大化利用了现有储能系统的工作能力。

具体地，该区块链技术通过去中心化和去信任的方式来维护不断增长的电能数据、交易数据等数据记录，并通过密码学技术实现不同区块的数据记录之间保持有安全可信的关联，实现可信访问。

具体实施时，该储能系统的交易双方互相构建的智能合约，存储于区块内；该区块属于该基于储能系统用户对用户的交易系统维护的区块链；该智能合约的内容(包括交易双方、交易内容、交易记录等)通过通信链路反馈给向该基于储能系统用户对用户的交易系统注册且认证有效的所有交易用户。

以上步骤，通过公共账本与分布式记账，分布式地存储新生成的区块数据，在该基于储能系统用户对用户的交易系统维护的区块链的全部的节点上更新针对该记录的更新，保证了交易记录不可篡改性。

该基于储能系统用户对用户的交易方法使得区域多用户之间的电能交易流程自动触发，不需要人主动参与，交易数据可信；不受营业时间限制，课随时交易；交易瞬间完成；交易记录无法被恶意或主动善意篡改。

综上，该基于储能系统用户对用户的交易系统服务的交易用户不仅仅扮演着能源消费者的角色，也充当能源供给者。在作为能源供给者时，通过管理拥有的分布式能源储备设施、分布式发电机组等智能设备，将过剩的电能直接出售给其他居民用户和电力公司，或通过储能系统在第一时间将电能转换为化学能，而后在第二时间将化学能转换为电能以消耗或出售，其中，该第二时间晚于所述第一时间。

应该理解为，该基于储能系统用户对用户的交易系统服务的交易用户，或交易双方可以是邻居，也可以是来到某地的陌生人和当地人；该系统具有充分的开放性，对任一愿意遵守且有能力执行智能合约的自然人或企业提供电能交易服务。

该基于储能系统用户对用户的交易系统提供以下服务：

如，根据交易用户的请求，为其生成唯一对应的交易账户；

如，根据其交易请求，配置交易，线上(借助通信链路)完成交易意向；线下(借助市电网络、输变电设备)执行交易；

如，搜索交易用户提供的交易意向，并获取待交易的电能的地理位置信息，并按照距离最近的原则匹配交易意向，生成智能合约。

应该理解为，该基于储能系统用户对用户的交易系统服务于储能系统分布在预先设定的地理范围的局部地区。

优选地，在设定交易规则时，过剩电能以第一优先级出售给其他居民用户或企业用户，以第二优先级出售给电力公司或本地存储。

综上，该实施例的基于储能系统用户对用户的交易方法，包括：

(1)制定参与用户事先约定好的及指导参与用户如何执行的智能合约；

(2)采集分布式发电、蓄电以及用电用户的发电量与用电量数据的智能电表；

(3)制定代表储能系统中的真实电能的虚拟货币：

(4)用户根据智能电表的电量数据，与其他用户制定智能合约，并根据智能合约以虚拟货币进行交易。

该方法最大化利用了当地环境以及本地所生产的电能，能够减少远距离输配电能造成的损失和高昂的电网设备投资。

综上，该实施例的基于储能系统用户对用户的交易方法，

(1)、定义明确，便于理解；

(2)、促进了区块链技术在能源交易方面的深度发展；

(3)、最大化利用了当地环境以及本地所生产的电能。

本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种基于储能系统用户对用户的交易方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10：根据获取的用户交易意向信息，按照智能合约模板设定的规则，生成交易智能合约；

步骤S20：在监测到所述交易智能合约包括的标的电量的执行时段到达时，生成电能输送指令，并发送至所述交易智能合约包括的交易双方的智能电表；

步骤S30：交易方的智能电表根据接收到的所述交易智能合约包括的标的电量的电能输送指令，控制储能系统送出所述标的电量的电能或接收所述标的电量的电能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤S10，根据获取的用户交易意向信息，按照智能合约模板设定的规则，生成交易智能合约，为：

所述用户交易意向信息包括：待交易电量的物理位置、供需电量、待交易电量的供需时段、标的电量的虚拟货币值；

所述用户交易意向包括售出交易意向和购买交易意向；

按照智能合约模板设定的规则，将待交易电量的物理位置、供需电量、供需时段、标的电量的虚拟货币值均匹配的售出交易意向和购买交易意向组合，生成交易智能合约。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述用户交易意向信息还包括：待交易电量的用户身份，所述用户身份包括：居民用户、企业用户、电力公司、电动汽车、储能系统；

所述步骤S10中，所述智能合约模板设定的规则包括：

在生成交易智能合约时，

将居民用户或企业用户的可供应电量以最高的优先级与居民用户或企业用户、电动汽车的需求电量匹配；

将居民用户或企业用户的可供应电量以次高的优先级与电力公司的需求电量匹配；

待交易电量的物理位置之间的距离最小具有最大的匹配权重；

标的电量的虚拟货币值最小具有次大的匹配权重。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

还包括：

获取新用户的注册请求，并在从所述注册请求中提取的用户物理位置位于服务区域时，向所述新用户发送智能合约模板的签约验证信息；

在接收到新用户发送的签约确认信息后，将从所述注册请求中提取的用户身份和所述签约确认信息存储在区块中，并发布所述区块。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述步骤S10之前，还包括：

按照预先设定的时间间隔，将获取的储能系统的可送出电能或待接收电能需求存储在区块内，并发布所述区块。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述步骤S30之后，还包括：

在获取到售出方的智能电表送出所述标的电量的电能，及购买方的智能电表接收到所述标的电量的电能时，更新售出方的智能电表或购买方的智能电表对应的虚拟货币的数值，

将所述虚拟货币的数值写入到区块中，并发布所述区块。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述步骤S10之后，还包括：

将所述交易智能合约存储在区块内，并发布所述区块。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述交易方的智能电表用于控制企业用户或居民用户在接收标的电量的同时，消耗所述标的电量；或

所述交易方的智能电表用于控制与其连接的储能系统在第一时间将接收到的标的电能转换为化学能，

及在第二时间将化学能转换为电能以本地消耗或对外出售；

其中，所述第二时间晚于所述第一时间。

9.一种基于储能系统用户对用户的交易系统，其特征在于，包括：

多个电能交易节点，

每个所述电能交易节点包括智能电表，所述智能电表用于与储能系统一一对应地连接；

所述储能系统包括：电能消耗装置、电能生成装置或储能装置；

所述电能消耗装置、电能生成装置或储能装置还用于与电能输变装置连接；

所述智能电表用于唯一地标识电能交易用户；

所述电能交易用户包括以下类型：居民用户、企业用户、电动汽车、电力公司；

每个所述电能交易节点，用于：

根据获取的用户交易意向信息，按照智能合约模板设定的规则，生成交易智能合约；

在监测到所述交易智能合约包括的标的电量的执行时段到达时，生成电能输送指令，并发送至所述交易智能合约包括的交易双方的智能电表；

电能交易用户的智能电表，用于根据接收到的所述交易智能合约包括的标的电量的电能输送指令，控制储能系统送出所述标的电量的电能或接收所述标的电量的电能。