CN111507524A - 基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统，电量智能优化模块统计用电侧缺少电量和发电侧剩余电量并生成双边交易，交易监控模块为本次交易生成代号，压缩储存模块将双边交易的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量打包处理，并和自发交易监控模块生成的代号一起传至区块链，金额控制模块在区块链中根据代号查找对应的双边交易，并将该双边交易的成交额发送至对接整理模块。本发明结合区块链技术，实现电力交易数据的保存和不可篡改，保证了交易的公平，智能优化考虑为用电侧差异化匹配发电侧生成交易，达到利益最大化。
Description
技术领域
本发明涉及电力交易管理，具体涉及基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统。
背景技术
在现有的配电系统中，主要是由单一的电力交易平台完成电量的实时平衡稳定。所有的电力购买和输送动作均集中在这一交易平台，这样数据处理量大，效率低，随着参与交易方数量的增加系统计算时间长急剧增加。
随着电力参与主体的缩小，生产性消费者的出现和一些柔性负荷的用电，电力交易层面的复杂程度较高，所有主体的同时参与大大增加电力交易运算的困难程度，电力资源的分配不均时有发生，且稳定性差。因此就需要对现有的配电网电力交易管理技术进行改进，对用电的情况进行智能分析与处理，克服现有技术的缺陷。
有许多电力交易系统根据供电和用电相匹配来进行发电侧资源的分配，实现电力资源的实时有效分配，但这样的方式没有综合考虑电力分配的地理位置、用电损失以及用电功率等问题。
由于配电系统的复杂性，交易数据会出现泄露或是被篡改，随着区块链技术的发展，将区块链的不可篡改性利用在电力交易方面是一个实用的解决方法。
发明内容
本发明是为了解决上述问题提供的基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统。
一种基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统包括：
电量智能优化模块统计用电侧缺少电量和发电侧剩余电量，并匹配需要交易的用电侧和发电侧生成双边交易；
交易监控模块监控用电侧和发电侧的双边交易，得到该双边交易的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量，并为本次交易生成代号；
压缩储存模块将双边交易的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量打包处理，并和自发交易监控模块生成的代号一起传至区块链，区块链以代号标记打包处理后的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量并进行储存；
金额控制模块在区块链中根据代号查找对应的双边交易，并将该双边交易的成交额发送至对接整理模块；
对接整理模块按照金额控制模块查找到的成交额作为该双边交易的金额，发送给用电侧进行付款；
用电侧确认付款后，将付款信息发送至对接整理模块保存，同时对接整理模块将付款信息转发给发电侧确认；
发电侧确认后，将收款确认信息发送至对接整理模块保存。
本发明通过发电侧和用电侧的双边交易，使得双方合理分配并接收电力，方法简单、灵活，为发电侧和用电侧都提供了自由选择的空间，设备要求较低，不需要复杂的电力交易系统，交易成本也较低。
结合区块链技术，实现电力交易数据的保存和不可篡改，保证了交易的公平，电力购买和输送动作不会集中在同一处，系统的数据处理量也会较小。
根据不同用电侧的地理位置、用电损失以及用电功率进行智能优化考虑，为用电侧差异化匹配发电侧生成交易，达到利益最大化。
利用发电侧脱离电网的概率情况作出评估，预测配电网在收到扰动时的电量提供与负荷之间的动态稳定，通过应急电量的均值计算并在后期从该发电侧获取相应的电量，使配电网在有发电侧脱离时能够保持对用电侧的供电，也不会因为发电侧的脱离而失去电力交易的正常进行。
附图说明
图1是本发明交易管理系统的系统示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
一种基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理方法包括以下步骤：
电量智能优化模块统计用电侧缺少电量和发电侧剩余电量，并匹配需要交易的用电侧和发电侧生成双边交易；
交易监控模块监控用电侧和发电侧的双边交易，得到该双边交易的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量，并为本次交易生成代号；
压缩储存模块将双边交易的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量打包处理，并和自发交易监控模块生成的代号一起传至区块链，区块链以代号标记打包处理后的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量并进行储存；
金额控制模块在区块链中根据代号查找对应的双边交易，并将该双边交易的成交额发送至对接整理模块；
对接整理模块按照金额控制模块查找到的成交额作为该双边交易的金额，发送给用电侧进行付款；
用电侧确认付款后，将付款信息发送至对接整理模块保存，同时对接整理模块将付款信息转发给发电侧确认；
发电侧确认后，将收款确认信息发送至对接整理模块保存。
匹配需要交易的用电侧和发电侧生成双边交易的具体步骤为：
步骤1：将用电侧按照其位置分为多个区域，对任一用电侧，判断该用电侧最晚接受供电的时间是否在当前时间之后；
步骤2：若满足步骤1的判断，则电量智能优化模块保存用电侧的需求电量和产生用电需求的时间，若不满足则跳过该用电侧的用电需求，并标记为作废需求；
步骤3：根据当前时间和产生用电需求的时间的差值得到需求等待时长，从该用电侧的历史数据中获取该用电侧的最大需求等待时长，将当前需求等待时长和最大需求等待时长的比值作为用电迫切指数；
步骤4：计算用电侧最小用电功率和用电侧最小电量损失功率之间的差值得到第一计算值，然后将第一计算值乘以用电迫切指数得到第二计算值，再用第二计算值加上用电侧最小用电功率得到用电侧的用电功率预算下限；
步骤5：计算用电侧最大用电功率和用电侧最大电量损失功率之间的差值得到第三计算值，然后将第三计算值乘以用电迫切指数得到第四计算值，再将第四计算值加上用电侧最大用电功率得到用电侧的用电功率预算上限；
步骤6：在每个区域中按照用电侧的用电功率预算下限从大到小将用电侧进行排序，并从大到小依次为用电侧匹配相同区域的发电侧，当发电侧的发电量不小于用电侧的用电量且用电侧用电功率预算上限不大于发电侧供电功率时，确定所述用电侧和对应发电侧生成双边交易，否则跳过该用电侧并标记为未处理用电需求。在分配发电侧时，根据用电侧的用电需求使用K最近邻法获得发电侧的最终区域归属。
步骤7：对于标记为未处理用电需求的对应用电侧，在其他区域的发电侧中筛选能够满足其用电需求的发电侧并匹配生成双边交易。
当某一发电侧脱离配电网时，从历史数据获取该发电侧脱离配电网的概率记为ht；
断开该发电侧对应的电量交易，并计算在该发电侧脱离配电网的过程中，在时间T秒内配电网的下降应急电量均值w为：
其中，OB＝MT-Pt,T-Mt,T；
g(E)为时间T内配电网产生非随机性误差E的概率，服从标准正态分布，MT是时间T内配电网能承受的最大非随机性误差值，Mt,T是发电侧脱离配电网后时间T内配电网能承受的最大非随机性误差值，Pt,T为时间T内发电侧的发电功率；
当所述发电侧重新接入配电网后，配电网按照所计算的下降应急电量均值从该发电侧获取相应的电量。
一种基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统包括：
电量智能优化模块，用于统计用电侧缺少电量和发电侧剩余电量，并匹配需要交易的用电侧和发电侧生成双边交易；
交易监控模块，用于监控用电侧和发电侧的双边交易，得到该双边交易的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量，并为本次交易生成代号；
压缩储存模块，用于将双边交易的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量打包处理，并和自发交易监控模块生成的代号一起传至区块链；
金额控制模块，用于在区块链中根据代号查找对应的双边交易，并将该双边交易的成交额发送至对接整理模块；
对接整理模块，用于按照金额控制模块查找到的成交额作为该双边交易的金额，发送给用电侧进行付款，在用电侧确认付款后保存付款信息，同时将付款信息转发给发电侧确认，最后保存收款确认信息。
Claims (5)
1.一种基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统，其特征在于，包括：
电量智能优化模块，用于统计用电侧缺少电量和发电侧剩余电量，并匹配需要交易的用电侧和发电侧生成双边交易；
交易监控模块，用于监控用电侧和发电侧的双边交易，得到该双边交易的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量，并为本次交易生成代号；
压缩储存模块，用于将双边交易的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量打包处理，并和自发交易监控模块生成的代号一起传至区块链，区块链以代号标记打包处理后的成交额、用电侧信息、发电侧信息和交易电量并进行储存；
金额控制模块，用于在区块链中根据代号查找对应的双边交易，并将该双边交易的成交额发送至对接整理模块；
对接整理模块，用于按照金额控制模块查找到的成交额作为该双边交易的金额，发送给用电侧进行付款；
用电侧确认付款后，将付款信息发送至对接整理模块保存，同时对接整理模块将付款信息转发给发电侧确认；
发电侧确认后，将收款确认信息发送至对接整理模块保存。
2.根据权利要求1所述的基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统，其特征在于所述匹配需要交易的用电侧和发电侧生成双边交易的具体步骤为：
步骤1：将用电侧按照其位置分为多个区域，对任一用电侧，判断该用电侧最晚接受供电的时间是否在当前时间之后；
步骤2：若满足步骤1的判断，则电量智能优化模块保存用电侧的需求电量和产生用电需求的时间，若不满足则跳过该用电侧的用电需求，并标记为作废需求；
步骤3：根据当前时间和产生用电需求的时间的差值得到需求等待时长，从该用电侧的历史数据中获取该用电侧的最大需求等待时长，将当前需求等待时长和最大需求等待时长的比值作为用电迫切指数；
步骤4：计算用电侧最小用电功率和用电侧最小电量损失功率之间的差值得到第一计算值，然后将第一计算值乘以用电迫切指数得到第二计算值，再用第二计算值加上用电侧最小用电功率得到用电侧的用电功率预算下限；
步骤5：计算用电侧最大用电功率和用电侧最大电量损失功率之间的差值得到第三计算值，然后将第三计算值乘以用电迫切指数得到第四计算值，再将第四计算值加上用电侧最大用电功率得到用电侧的用电功率预算上限；
步骤6：在每个区域中按照用电侧的用电功率预算下限从大到小将用电侧进行排序，并从大到小依次为用电侧匹配相同区域的发电侧，当发电侧的发电量不小于用电侧的用电量且用电侧用电功率预算上限不大于发电侧供电功率时，确定所述用电侧和对应发电侧生成双边交易，否则跳过该用电侧并标记为未处理用电需求。
3.根据权利要求2所述的基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统，其特征在于还包括以下步骤：
步骤7：对于标记为未处理用电需求的对应用电侧，在其他区域的发电侧中筛选能够满足其用电需求的发电侧并匹配生成双边交易。
4.根据权利要求2所述的基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统，其特征在于在分配发电侧时，根据用电侧的用电需求使用K最近邻法获得发电侧的最终区域归属。
5.根据权利要求1所述的基于人工智能和区块链的配电网电力大数据交易管理系统，其特征在于，
当某一发电侧脱离配电网时，从历史数据获取该发电侧脱离配电网的概率记为ht；
断开该发电侧对应的电量交易，并计算在该发电侧脱离配电网的过程中，在时间T内配电网的下降应急电量均值w为：
其中，OB＝MT-Pt,T-Mt,T；
g(E)为时间T内配电网产生非随机性误差E的概率，服从标准正态分布，MT是时间T内配电网能承受的最大非随机性误差值，Mt,T是发电侧脱离配电网后时间T内配电网能承受的最大非随机性误差值，Pt,T为时间T内发电侧的发电功率；
当所述发电侧重新接入配电网后，配电网按照所计算的下降应急电量均值从该发电侧获取相应的电量。
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