CN112258319A - 一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法 - Google Patents

一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及能源利用领域，具体涉及一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法，在电力交易市场中加入了配备新能源和储能系统的产消者，PMU电能管理单元和智能电表后接入电网中形成能源区块链和能源区块链网络，利用智能优化配置软件配置发电总量及储能容量的使用，智能电表拟定预交易信息，交易平台进行订单匹配和签订智能合约，PMU电能管理单元进行电能的实时分配和计算实际交易量、拟交易及使用的损益，本发明通过以家庭为单位的交易方式实现分布式电能的就近消纳，减少用户对传统电能的需求以及远距离传输带来的电能损耗，提高用户的参与度和能源的利用率，并且电能交易中还加入了用户信用值的评估，提高交易的安全性。

Description

一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法
技术领域
本发明涉及能源利用领域，具体地涉及一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法。
背景技术
传统电力市场主体之间进行交易时多采用集中式模式，即发电商与用户将数据上传至中央处理系统，通过集中撮合或者优化等方法匹配发用电双方，但随着类型多、数量广的分布式能源的兴起，交易数量、规模以及信息数据随之增加，集中决策的方法会使得交易中心的运行成本变高同时耗时增长，如果交易中心内部暗箱操作或者遭受外部黑客攻击，交易的安全性和参与主体的隐私无法得到保证，在此背景下，具有参与者众多、单笔交易量小等特点的分布式交易模式逐渐成为一种交易趋势，分布式交易决策过程中缺少中心监管机制，如何对交易双方身份进行核实、校验信息来确保交易安全是亟待解决的问题，并且新能源发电等分布式发电常见问题是并网困难，譬如，因为消纳不足，弃风弃光是新能源发电中常见现象，太阳能、风能和海浪等可再生能源发电在其应用时受到限制，因其发电功率的一直处于变化状态，发电量不稳定，可再生能源发电主要工业痛点之一是实际应用时很多电能废弃掉，而得不到充分利用。因此，设立智能合约并应用能源区块链技术变成很有必要。
发明内容
针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种电能交易安全性高和能源的利用率高的基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法，所述解决方法包括：
在电力交易市场中加入了配备新能源和储能系统的产消者，以及PMU电能管理单元，并为产消者及其他用户和生产者分别配置一个智能电表后接入电网中形成能源区块链，产消者及其他用户和生产者分别作为一个独立的节点相互连接形成能源区块链网络；
利用智能优化配置软件配置发电总量及储能容量的使用；
所述智能电表采用蜂拥算法对产消者的下一周期的发电量和用电量进行预测，并拟定预交易量和价格信息，最终生成供需信息、位置信息、信用信息、个人账户等信息发至能源区块链网络中，并由区块链网络记录，保护交易者的权益；
在所述能源区块链网络中设置交易平台，所述交易平台结合双方节点报价进行订单匹配，订单匹配时考虑的因素包括双方提供的报价、电量和双方拓扑位置电压等级双方节点同意后签订智能合约；
所述PMU电能管理单元按照智能合约，通过储能系统的配合，控制各电气支路上的开关和控制器，进行电能的实时分配；
所述PMU电能管理单元通过控制交易中的能量流动计算交易过程中的实际交易量，并通过价值依赖定律计算产消者在时间t拟执行的交易过程中所获得的收益Fin(t)；
Figure BDA0002677277110000031
式中β0为初始值；PG代表新能源装机额定功率，β1(t)代表累积的新能源出力的趋势；CP代表累积的负荷消耗的负荷率总量，β2(t)代表其累积的消耗电率趋势；同样ES为储能的最大输出功率参数，β3(t)为累积的和实时的控制储能功率交换功率比例；GP为电网交换功率，β4(t)为平均的电网电能价格；
周期交易完成后，计算并更新用户信用值，完成交易过程；
交易完成后，记录交易产生的信息，并将其散发至能源区块链网络中，经过其它节点的共同认证，最后记录下来，供以后查询使用。
优选地，所述智能电表上设置有天气数据采集模块、发电量检测模块、储能安全检测模块、拟定发电和交易计划模块、实时电能分配控制模块、计算收益模块、查询历史数据模块。
优选地，所述电能交易范围为1W至1000MW，交易总时长为1小时至24小时。
优选地，所述天气数据采集模块用来采集风速、太阳辐射和温度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过在电力交易市场中加入新能源发电系统、储能系统、PMU电能管理单元、智能优化配置软件以及智能电表构建了能源区块链，使得发电及其储能系统可作为电力交易市场上的产消者，作为对外交易网络节点，与其他产消者、发电商和电力负荷消费者、电网共同构成点对点网络，并且能源区块链网络可实现自我修复，当其中一个节点损坏，整个系统不受影响，保证系统的稳定性，提高保证交易的安全性和稳定性，并且智能电表的加入，可以通过蜂拥算法对光伏、风力发电机和负荷出力进行预测，拟定预交易合同(如发用电量、价格等信息)，控制储能系统的充放电，提高电力稳定性；在适当时机，对市场内出现低价电力，进行买入；适时适合用户用电要求，高价卖出，并且采用P2P的方式将可再生能源生产出的电力，出售给邻近电力用户，实现家庭用户之间的电能互济，引导用户积极参与清洁电能的生产，进一步减少分布式电力对电网的波动，也可以出售给电网，与区块链相连的电网获得多余的电力及数据之后，在链下对订单进行撮合匹配，将电力卖给其他用户，这种以家庭为单位的交易方式实现了分布式电能的就近消纳，用户有了更多的供电商的选择权，减少了用户对传统电能的需求以及远距离传输带来的电能损耗，提高了用户的参与度以及能源的利用率，进行P2P交易，使得交易透明，减少第三方操纵变成可能，储能系统的加入，可以大大增加分布式能源发电的稳定性，使得发电部分更多的电力商品更容易被市场和电网所接纳，提高能源的利用率，并且该电能的交易中还加入了用户信用值的评估，这将对交易中恶意行为进行管制，提高交易的安全性。
附图说明
图1为本发明的电能交易流程图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
如图1所示，一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法，所述解决方法包括：
在电力交易市场中加入了配备新能源和储能系统的产消者，以及PMU电能管理单元，并为产消者及其他用户和生产者分别配置一个智能电表后接入电网中形成能源区块链，产消者及其他用户和生产者分别作为一个独立的节点相互连接形成能源区块链网络；
利用智能优化配置软件配置发电总量及储能容量的使用；
所述智能电表采用蜂拥算法对产消者的下一周期的发电量和用电量进行预测，并拟定预交易量和价格信息，最终生成供需信息、位置信息、信用信息、个人账户等信息发至能源区块链网络中，并由区块链网络记录，保护交易者的权益；
在所述能源区块链网络中设置交易平台，所述交易平台结合双方节点报价进行订单匹配，订单匹配时考虑的因素包括双方提供的报价、电量和双方拓扑位置电压等级双方节点同意后签订智能合约；
所述PMU电能管理单元按照智能合约，通过储能系统的配合，控制各电气支路上的开关和控制器，进行电能的实时分配；
所述PMU电能管理单元通过控制交易中的能量流动计算交易过程中的实际交易量，并通过价值依赖定律计算产消者在时间t拟执行的交易过程中所获得的收益Fin(t)；
Figure BDA0002677277110000051
式中β0为初始值；PG代表新能源装机额定功率，β1(t)代表累积的新能源出力的趋势；CP代表累积的负荷消耗的负荷率总量，β2(t)代表其累积的消耗电率趋势；同样ES为储能的最大输出功率参数，β3(t)为累积的和实时的控制储能功率交换功率比例；GP为电网交换功率，β4(t)为平均的电网电能价格；
周期交易完成后，计算并更新用户信用值，完成交易过程；
交易完成后，记录交易产生的信息，并将其散发至能源区块链网络中，经过其它节点的共同认证，最后记录下来，供以后查询使用，所述智能电表上设置有天气数据采集模块、发电量检测模块、储能安全检测模块、拟定发电和交易计划模块、实时电能分配控制模块、计算收益模块、查询历史数据模块，所述电能交易范围为1W至1000MW，交易总时长为1小时至24小时，所述天气数据采集模块用来采集风速、太阳辐射和温度。
上述中一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法的具体流程如下：
在电力交易市场中加入了配备新能源和储能系统的产消者，以及PMU电能管理单元，并为产消者及其他用户和生产者分别配置一个智能电表后接入电网中形成能源区块链，产消者及其他用户和生产者分别作为一个独立的节点相互连接形成能源区块链网络；
利用智能优化配置软件配置发电总量及储能容量的使用；
智能电表采用蜂拥算法对产消者的下一周期的发电量和用电量进行预测，并拟定预交易量和价格信息，最终生成供需信息、位置信息、信用信息、个人账户等信息发至能源区块链网络中，并由区块链网络记录，保护交易者的权益；
在能源区块链网络中设置交易平台，交易平台结合双方节点报价进行订单匹配，订单匹配时考虑的因素包括双方提供的报价、电量和双方拓扑位置电压等级双方节点同意后签订智能合约；
PMU电能管理单元按照智能合约，通过储能系统的配合，控制各电气支路上的开关和控制器，进行电能的实时分配；
PMU电能管理单元通过控制交易中的能量流动计算交易过程中的实际交易量，并通过价值依赖定律计算产消者在时间t拟执行的交易过程中所获得的收益Fin(t)；
Figure BDA0002677277110000071
式中β0为初始值；PG代表新能源装机额定功率，β1(t)代表累积的新能源出力的趋势；CP代表累积的负荷消耗的负荷率总量，β2(t)代表其累积的消耗电率趋势；同样ES为储能的最大输出功率参数，β3(t)为累积的和实时的控制储能功率交换功率比例；GP为电网交换功率，β4(t)为平均的电网电能价格；
周期交易完成后，计算并更新用户信用值，完成交易过程；
交易完成后，记录交易产生的信息，并将其散发至能源区块链网络中，经过其它节点的共同认证，最后记录下来，供以后查询使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。

Claims (4)

1.一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法，其特征在于，所述解决方法包括：基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法
在电力交易市场中加入了配备新能源和储能系统的产消者，以及PMU电能管理单元，并为产消者及其他用户和生产者分别配置一个智能电表后接入电网中形成能源区块链，产消者及其他用户和生产者分别作为一个独立的节点相互连接形成能源区块链网络；
利用智能优化配置软件配置发电总量及储能容量的使用；
所述智能电表采用蜂拥算法对产消者的下一周期的发电量和用电量进行预测，并拟定预交易量和价格信息，最终生成供需信息、位置信息、信用信息、个人账户等信息发至能源区块链网络中，并由区块链网络记录，保护交易者的权益；
在所述能源区块链网络中设置交易平台，所述交易平台结合双方节点报价进行订单匹配，订单匹配时考虑的因素包括双方提供的报价、电量和双方拓扑位置电压等级双方节点同意后签订智能合约；
所述PMU电能管理单元按照智能合约，通过储能系统的配合，控制各电气支路上的开关和控制器，进行电能的实时分配；
所述PMU电能管理单元通过控制交易中的能量流动计算交易过程中的实际交易量，并通过价值依赖定律计算产消者在时间t拟执行的交易过程中所获得的收益Fin(t)；
Figure FDA0002677277100000011
式中β0为初始值；PG代表新能源装机额定功率，β1(t)代表累积的新能源出力的趋势；CP代表累积的负荷消耗的负荷率总量，β2(t)代表其累积的消耗电率趋势；同样ES为储能的最大输出功率参数，β3(t)为累积的和实时的控制储能功率交换功率比例；GP为电网交换功率，β4(t)为平均的电网电能价格；
周期交易完成后，计算并更新用户信用值，完成交易过程；
交易完成后，记录交易产生的信息，并将其散发至能源区块链网络中，经过其它节点的共同认证，最后记录下来，供以后查询使用。
2.根据权利要求1所述的一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法，其特征在于，所述智能电表上设置有天气数据采集模块、发电量检测模块、储能安全检测模块、拟定发电和交易计划模块、实时电能分配控制模块、计算收益模块、查询历史数据模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法，其特征在于，所述电能交易范围为1W至1000MW，交易总时长为1小时至24小时。
4.根据权利要求1所述的一种基于能源区块链技术和市场优化应用的解决方法，其特征在于，所述天气数据采集模块用来采集风速、太阳辐射和温度。
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