CN113241784A - 一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法及系统 - Google Patents

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CN113241784A CN202110416972.9A CN202110416972A CN113241784A CN 113241784 A CN113241784 A CN 113241784A CN 202110416972 A CN202110416972 A CN 202110416972A CN 113241784 A CN113241784 A CN 113241784A
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法及系统,包括:基于预先构建的联盟链为电动汽车的充放电行为生成通证;利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配。本发明提高了车网互动充放电行为中多方认定的处理效率,进而增加了多方互动的效率和降低了监管部门的工作难度,简化了电动汽车响应调度计划后的利益核算的流程。

Description

一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法及系统
技术领域
本发明涉及电动汽车与电网互动领域,具体涉及一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法及系统。
背景技术
据专家乐观预测:到2040年,电动汽车保有量有望达到3亿辆,销量占比50%到60%。电动汽车的规模化发展,为我们带来了巨大机遇,当电动汽车保有量达3亿辆,年用电量将增加2.68万亿度,占全社会用电量占比17%,日充电功率最高可达5.87亿kW,占2040年新能源装机量的31%。同时,大规模电动汽车接入电网也会为我们带来一系列挑战:电动汽车的同时充电特性,以及与居民用电规律高度一致(85%),会使区域电网峰谷差由最大负荷的35%加剧至55%,电网调度难度加大;单纯增容会使电网投资翻倍,进而增加终端用户的用电成本。而电动汽车充电被有序引导后,可实现电网设备利用率最大化,降低负荷峰谷差,节约电力投资近70%。同时,3亿辆车的动力电池电量将超过200亿度,可为电网提供120亿度储能,400GW的调节能力,用于调峰、调频、绿电交易等辅助服务,助力电网支持清洁发电的发展。
因此电动汽车与电网(能源互联网)互动的频率和深度也会随着电动汽车的增长与电力市场的成熟快速增长与扩大。因为车网互动涉及到电网、聚合商、运营商和车主多个组织机构和个人:电力交易中心,国调,省调、地调、负荷聚合商、充电运营商、用户等。每次用户响应电网需求的充放电行为需要进行多方的认证、核实、校验之后才能核算各方在互动过程中的收益。此类多互动场景多参与主体的电动汽车充放电行为的认证,亟需一种高效的方法。目前,通过处于电网内网的调度平台,外网的负荷聚合平台、运营商平台直接的反复对接核算数据,效率低下,并且出错后难以寻找到问题根源,无法进行多方核验。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足,本发明提供了一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法,包括:
基于预先构建的联盟链为电动汽车的充放电行为生成通证;
利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配。
优选的,所述联盟链的构建,包括:
基于电力交易中的各主体建立联盟链,并通过预先商定的认定机制建立所述联盟链上的智能合约;
其中,所述主体包括电网、聚合商和运营商。
优选的,所述利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配,包括:
利用智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,得到为所述充放电行为提供服务的聚合商和运营商,以及执行所述充放电行为的用户;
基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的聚合商、运营商和用户进行收益分配;
其中,所述收益方包括聚合商、运营商和用户。
优选的,所述通证包括:电力市场字段、负荷聚合字段、运营商字段、用户字段、电力交易字段和充放电数据字段。
优选的,所述基于预先构建的联盟链为电动汽车的充放电行为生成通证,包括:
当电动汽车进行充放电行为时,联盟链获取所述充放电行为响应的电力市场字段、电力调度指令、负荷聚合字段、运营商字段和所述用户字段;
当电动汽车完成充放电行为时,所述联盟链获取充放电数据,将满足所述电力市场字段中市场时间要求的充放电数据生成电力交易字段,并将满足所述电力调度指令的充放电数据生成充放电数据字段;
基于所述电力市场字段、负荷聚合字段、运营商字段、用户字段、电力交易字段和充放电数据字段为所述充放电行为生成通证。
优选的,所述利用智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配之后,还包括:
将所述用户充放电行为和所述用户充放电行为对应的收益分配通过联盟链上的主体进行共识后生成区块并存储。
基于同一发明构思,本发明还提供了一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证系统,包括:
预先构建的联盟链;
所述联盟链,用于为电动汽车的充放电行为生成通证;还用于利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配。
优选的,所述联盟链,具体用于:
利用智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,得到为所述充放电行为提供服务的聚合商和运营商,以及执行所述充放电行为的用户;
基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的聚合商、运营商和用户进行收益分配;
其中,所述收益方包括聚合商、运营商和用户。
优选的,所述通证包括:电力市场字段、负荷聚合字段、运营商字段、用户字段、电力交易字段和充放电数据字段。
第三方面,本发明还提供了一种用于实现电动汽车与电网互动的充放电行为认证的联盟链,包括:多个通讯连接的节点,所述节点包括处理器、存储介质和通信模块;
所述存储介质用于存储程序,其中,所述程序基于实现上述技术方案中任意一项所述电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法;
所述处理器用于运行所述存储介质中存储的程序。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提供的技术方案,基于预先构建的联盟链为电动汽车的充放电行为生成通证;利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配,上述过程提高了在车网互动充放电行为中多方认定的处理效率,进而增加了多方互动的效率和降低了监管部门的工作难度,简化了电动汽车响应调度计划后的利益核算的流程。
附图说明
图1为本发明中电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法流程图;
图2为本发明实施例中车网互动联盟链系统的架构示意图;
图3为本发明实施例中通证的结构示意图;
图4为本发明实施例中智能合约基于通证进行利益分配的流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
为解决在车网互动过程中,当电动汽车完成充电行为后,聚合商、运营商和用户的收益需要多方核算,存在效率低易出错,且出错后无法追责的技术问题,本实施例提出一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法,该技术方案的构思包括:基于区块链技术建立电网、聚合商和运营商的联盟链,通过预先商定的认定机制建立区块链上的智能合约,自动实时对用户充放电行为在车网互动中的价值与参与量进行认定,对用户的充放电行为进行自动认证并生成对应的通证,作为后续分配盈利的数字存证,通过联盟链上的多方主体共识生成区块并上链。
如图1所示,本实施例提供的一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法,包括:
步骤1基于预先构建的联盟链为电动汽车的充放电行为生成通证;
步骤2利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配。
在本实施例中,步骤1基于预先构建的联盟链为电动汽车的充放电行为生成通证的实现过程包括:
步骤101当监测到用户进行充放电行为时,联盟链获取所述充放电行为响应的电力市场字段、电力调度指令、负荷聚合字段、运营商字段和所述用户字段;
步骤102当用户完成充放电行为时,所述联盟链获取充放电数据,将满足所述电力市场字段中市场时间要求的充放电数据生成电力交易字段,并将满足所述电力调度指令的充放电数据生成充放电数据字段;
步骤103基于所述电力市场字段、负荷聚合字段、运营商字段、用户字段、电力交易字段和充放电数据字段为所述充放电行为生成通证。
电网激励用户参与调度的过程是:电力市场将电力调度计划和充放电优惠政策下发给聚合商,聚合商将信息传递给辖区内的运营商,由运营商经过APP或者优惠券的形式下发给用户;本实施例提供的技术方案将电力市场、聚合商和运营商通过区块链技术将信息进行共享;
本实施例中的聚合商是指,按预先设置的规则划分上级电网调度主体管辖的区域,将划分后区域内的所有运营商聚合后由聚合商管理,聚合商管理的区域称为该聚合商的辖区,聚合商的职责包括:负责收集所属辖区内各运营商的信息;接收上级电网调度下发的调度计划;根据所属辖区内的所有运行商的信息拆解接收到的调度计划;将拆解后的调度子计划下发给对应的运营商;接收运营商上传的执行情况。
运行商的职责包括:负责接收聚合商向其下发的调度子计划;根据下属的用户信息拆解调度子计划,同时制定激励政策;通过APP或短信等形式的应用程序下发给用户;收集并上传用户的充放电行为;为用户提供当前充放电行为以及各历史充放电行为响应的调度计划信息,充放电信息和费用信息等。
用户信息以及用户的充放电信息通过运行商提供的APP上传,然后由运营商上传到联盟链中,在联盟链的各主体间进行共享。
用户充放电行为完成后联盟链中会自动生成通证;智能合约基于通证计算用户、聚合商和运营商的收益。
在本实施例中,所述联盟链的构建,包括:
基于电力交易中的各主体建立联盟链,并通过预先商定的认定机制建立所述联盟链上的智能合约;
其中,所述主体包括电网、聚合商和运营商。本实施例构建的联盟链如图2所示,其中电力市场和电力调度的主体都属于电网。
在一个具体的实施方式中,联盟链基于通证进行收益分配是实时进行的,但是聚合商、运营商和用户的收益可以按设定的周期进行结算。
在本实施例中如图3所示,通证包括:电力市场字段、负荷聚合字段、运营商字段、用户字段、电力交易字段和充放电数据字段;其中通过通证中的电力市场字段可以确定需要进行电力调度的市场时间,用于当用户完成充放电行为后,将本次充放电电量中满足市场时间要求的生成电力交易字段,并将满足电力调度指令的充放电数据生成充放电数据字段,同时还可以通过电网调度字段反映该用户响应的是哪个调度计划,负荷聚合字段反映了该用户所属的聚合商。
在本实施例中,步骤2利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配,包括:
步骤201利用智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,得到为所述充放电行为提供服务的聚合商和运营商,以及执行所述充放电行为的用户;
步骤202基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方按预设的分配规则进行收益分配;
其中,所述收益方包括聚合商、运营商和用户。
在一个具体的实施方式中,当利用智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的聚合商、运营商和用户进行收益分配之后,还包括:
将所述用户充放电行为和所述用户充放电行为对应的收益分配通过联盟链上的主体进行共识后生成区块并存储。
需要指出的是,尽管上述实施例中将各个步骤按照特定的先后顺序进行了描述,但是本领域技术人员可以理解,为了实现本发明的效果,不同的步骤之间并非必须按照这样的顺序执行,其可以同时(并行)执行或以其他顺序执行,这些变化都在本发明的保护范围之内。
基于上述方案,本发明提供了本发明的技术方案涉及的一个实施例的应用场景,包括:车网互动行为联盟链系统架构和充放电行为认定的方法;车网互动行为联盟链系统包括1平台+5模块;其中系统组成单元为:区块链(联盟链)平台,电力市场模块,电力调度模块,负荷聚合模块,运营商充放电订单模块,充电用户模块。
其中所述电力市场对应的参与主体是电力交易中心,所述电力调度包括国网调度中心(国调)、省级调度中心(省调)和地方调度中心(地调)。
本实施例以京津唐华北调峰辅助服务市场及下属部门组成的联盟链为例,对本实施例的技术方案进行介绍:
电力市场:京津唐华北调峰辅助服务市场
主体:华北电网;
规则:在市场时间段,进行充电负荷的增加量,将被视为市场响应电量,进行每度电0~0.5元的补贴;同时制定收益分配规则(100%):A%聚合商+B%运营商+C%用户;
电力调度:
主体:电网调度;
规则:发布充电调度总计划;
聚合商:
主体:聚合商;
规则:聚合各运营商充电桩资源,将市场情况和调度计划分解给各运营商;运营商:
主体:充电运营商;
规则:通过有序充电\V2G或营销手段控制或引导用户响应调度充电计划;用户:
主体:充电用户;
规则:在市场时段进行充电。
当用户充电完成时,智能合约会按照市场规则=收益分配规则(100%):A%聚合商+B%运营商+C%用户;将用户的订单收益,自动进行认定。
假设:订单40kWh电,市场价格=0.25元/kWh,
自动计算总收益=0.25*40=10元
自动分配聚合商收益10*A%;运营商收益=10*B%;用户收益=10*C%.
将以上计算在区块链上自动执行的过程叫做智能合约,即链上自动执行市场规则与合约的过程。
需要说明的是,在本实施例中通过通证分配的利益是电网为了激励下属部门参与电网调度的补贴,即在上述实施例中市场价格市场价格=0.25元/kWh,是指满足市场调度要求时,激励方式为0.25元/kWh。
如图4所示,联盟链中的智能合约基于通证进行利益分配的过程包括:
S1获取电动汽车充放电行为通证;
S2对所述充放电行为通证进行解析,获取所述电动汽车本次充放电行为对应的电网、聚合商、运营商和用户信息;
S3根据充放电行为特征,供联盟链各方进行利益分配或数据共享等。
智能合约执行完毕后,将交易的数据进行打包,通过电力交易中心、调度、聚合商和运营商对应的节点进行共识生成区块,将区块进行上链存储,各个主体均可上链查询结果与各自的收益情况。
在本实施例中,由于构成联盟链的各主体职责不同,则不同主体的查询权限是不同的,构建联盟链时根据各主体的职责设置查询权限,查询权限的大小依次为:电力交易中心、调度、聚合商和运营商,用户的查询信息通过运营商提供的应用程序进行查询,可以查询到所属电动汽车的充电订单(充电时段、充电量和费用信息),以及响应的充电计划名称,所属的运营商、聚合商等与该用户相关的信息。
本实施例将参与电网调度的各主体构成联盟链,利用区块链的信息共享特性提高了多方互动的效率和减少了监管部门的难度,简化了电动汽车响应调度计划后的利益核算的流程。
本实施例提供的技术方案还可以适用于其他市场,例如浙江需求响应,绿电交易,分时电价下的有序充电,用户侧放电等其他商业模式。
基于同一发明构思,本实施例还提供了一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证系统,包括:
预先构建的联盟链;
所述联盟链,用于为电动汽车的充放电行为生成通证;还用于利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配。
本实施例中,所述联盟链,具体用于:
利用智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,得到为所述充放电行为提供服务的聚合商和运营商,以及执行所述充放电行为的用户;
基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的聚合商、运营商和用户进行收益分配;
其中,所述收益方包括聚合商、运营商和用户。
本领域技术人员能够理解的是,本发明实现上述一实施例的方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
进一步的,本实施例还提供了一种用于实现电动汽车与电网互动的充放电行为认证的联盟链,包括:多个通讯连接的节点,所述节点包括处理器、存储介质和通信模块;
所述存储介质用于存储程序,其中,所述程序基于实现上述技术方案中任意一项所述电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法;在根据本发明的一个存储装置实施例中,存储装置可以被配置成存储执行上述方法实施例的电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法的程序,该程序可以由处理器加载并运行以实现上述电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法。为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,具体技术细节未揭示的,请参照本发明实施例方法部分。该存储装置可以是包括各种电子设备形成的存储装置设备,可选的,本发明实施例中存储是非暂时性的计算机可读存储介质。
所述处理器用于运行所述存储介质中存储的程序。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法,其特征在于,包括:
基于预先构建的联盟链为电动汽车的充放电行为生成通证;
利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述联盟链的构建,包括:
基于电力交易中的各主体建立联盟链,并通过预先商定的认定机制建立所述联盟链上的智能合约;
其中,所述主体包括电网、聚合商和运营商。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配,包括:
利用智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,得到为所述充放电行为提供服务的聚合商和运营商,以及执行所述充放电行为的用户;
基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的聚合商、运营商和用户进行收益分配;
其中,所述收益方包括聚合商、运营商和用户。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通证包括:电力市场字段、负荷聚合字段、运营商字段、用户字段、电力交易字段和充放电数据字段。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于预先构建的联盟链为电动汽车的充放电行为生成通证,包括:
当电动汽车进行充放电行为时,联盟链获取所述充放电行为响应的电力市场字段、电力调度指令、负荷聚合字段、运营商字段和所述用户字段;
当电动汽车完成充放电行为时,所述联盟链获取充放电数据,将满足所述电力市场字段中市场时间要求的充放电数据生成电力交易字段,并将满足所述电力调度指令的充放电数据生成充放电数据字段;
基于所述电力市场字段、负荷聚合字段、运营商字段、用户字段、电力交易字段和充放电数据字段为所述充放电行为生成通证。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配之后,还包括:
将所述用户充放电行为和所述用户充放电行为对应的收益分配通过联盟链上的主体进行共识后生成区块并存储。
7.一种电动汽车与电网互动的充放电行为认证系统,其特征在于,包括:
预先构建的联盟链;
所述联盟链,用于为电动汽车的充放电行为生成通证;还用于利用所述联盟链中的智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的收益方进行收益分配。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述联盟链,具体用于:
利用智能合约对所述充放电行为的通证进行解析,得到为所述充放电行为提供服务的聚合商和运营商,以及执行所述充放电行为的用户;
基于解析结果为所述充放电行为中涉及到的聚合商、运营商和用户进行收益分配;
其中,所述收益方包括聚合商、运营商和用户。
9.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述通证包括:电力市场字段、负荷聚合字段、运营商字段、用户字段、电力交易字段和充放电数据字段。
10.一种用于实现电动汽车与电网互动的充放电行为认证的联盟链,其特征在于,包括:多个通讯连接的节点,所述节点包括处理器、存储介质和通信模块;
所述存储介质用于存储程序,其中,所述程序基于实现权利要求1至6中任意一项所述电动汽车与电网互动的充放电行为认证方法;
所述处理器用于运行所述存储介质中存储的程序。
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