TW202013299A - 分散式能源交易系統與方法 - Google Patents

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美林能源科技股份有限公司
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Abstract

本發明揭示一種分散式能源交易系統與方法。該系統主要包括:複數個能源組件,每個能源組件設置有一控制組件,該能源組件,係至少包含一能源供應單元、一能源需求單元或一儲能單元,每個能源組件的該控制組件係用於測量相關聯該能源組件的一能量度量;具有多個節點的一網路,每個節點包括至少一個能源組件;其中,當該網路識別該控制組件測量的該能量度量在該能源組件的一現有能量使用具有至少一變化時,該多個節點中的每個節點被配置為與該多個節點中的其他節點自主地進行交易;該多個節點中的一節點生成一智慧合約。本發明之系統與方法結合物聯網與區塊鏈技術的,能夠在來自多樣能源來源的系統的供應量與使用端的使用量上取得一個平衡,並且即時提供用戶端得知即時的能源價格。

Description

分散式能源交易系統與方法
本發明係有一種能源交易的系統與方法,更特別是有關於一種結合物聯網與區塊鏈技術的分散式能源交易系統與方法。
相對傳統的集中式供能的能源系統,分散式能源系統(Distributed Energy Resources)可就近供應負載需求,直接面向用戶端,按用戶的需求就地生產並供應能量,具有提高能源效率與降低污染功能。它有以下四個主要特特徵:
1.就近能量供應:它直接面向當地用戶的需求,佈置在用戶的附近,可以簡化系統提供用戶能量的輸送環節,進而減少能量輸送過程的能量損失與輸送成本,同時增加用戶能量供應的安全性。
2.減少傳輸:不採用大規模、遠距離輸出能量的模式,而主要針對局部用戶的能量需求,系統的規模將受用戶需求的制約,相對目前傳統的集中式供能系統而言均為中、小容量。
3.開放性選擇:對於不同能源技術的發展和成熟,特別是可再生能源的應用,可供選擇的技術也日益增多。分散式能源系統呈現出多功能的趨勢,包含多種能源輸入,同時滿足用戶的多種能量需求。
4.系統優化整合:對能源系統不斷提出更新更高的要求,例如高效、可靠、環保與可持續性發展等,新型的分散式能源系統經過系統優化和整合,可以實現多個功能目標。
然而,分散式能源系統是一個多能量產品輸出的複雜系統,特別是當分散式能源系統包含有再生能源,例如太陽能發電系統、風力發電系統與地熱發電系統等。由於再生能源屬間歇性能源,受環境與氣候影響甚大,因此在系統的供應量與用戶端的使用量上無法取得一個平衡,並且用戶端無法即時得知即時的能源價格。
區塊鏈是一種利用電腦網路建立的共享加密總帳技術,網路中的每位成員都能取得總帳資料,且沒有所謂的單一授權機制。如果能將區塊鏈應用在智慧電網,就能直接連結生產方與消費方,讓系統運作變得更加透明。然而,目前的區塊鏈在形成鏈的速度多需要數分鐘,對於再一個社區或大樓的用戶端而言,區塊鏈不利於在以分秒計算的能源使用,且多是以加密貨幣作為能源的交易憑證。在一般民眾未完全信任該加密貨幣時,分散式能源的交易變出現困難。
有鑑於上述問題,有必要提出一種新的分散式能源交易系統與方法,以解決上述問題。
本發明之主要目的係在於提出一種分散式能源交易系統,能夠在來自多樣能源來源的系統的供應量與用戶端的使用量上取得一個平衡,並且即時提供供需雙方得知即時的能源價格,並永久記錄在一個無法更改的合約中。
本發明之另一目的係在於提出一種分散式能源交易方法,能夠在來自多樣能源來源的系統的供應量與用戶端的使用量上取得一個平衡, 並且即時提供供需雙方得知即時的能源價格,並永久記錄在一個無法更改的合約中。
為實現上述主要目的,本發明提出一種分散式能源交易系統,其主要包括:複數個能源組件,每個能源組件設置有一控制組件,該能源組件,係至少包含一能源供應單元、一能源需求單元或一儲能單元,每個能源組件的該控制組件係用於測量相關聯該能源組件的一能量度量;具有多個節點的一網路,每個節點包括至少一個能源組件;其中,當該網路識別該控制組件測量的該能量度量在該能源組件的一現有能量使用具有至少一變化時,該多個節點中的每個節點被配置為與該多個節點中的其他節點自主地進行交易;該多個節點中的一節點生成一智慧合約,該智慧合約配置為:從該網路中的至少兩個節點接收一結算訊息;驗證一區塊鏈上的一公共分類帳的一當前狀態;根據收到的該結算訊息生成一履行訊息;和執行該履行訊息作為該區塊鏈上的該公共分類帳的一更新狀態;其中,該履行訊息包含:該能量度量和該至少一個變化,且記錄在該公共分類帳的該更新狀態。
根據本發明之一特徵,該能源供應單元係選自一再生能源發電源、一熱電冷聯供器與一燃料電池發電源。
根據本發明之一特徵,該能量度量包括:一能量消耗,一能量出價,一能量支付和一能量支付驗證中的一個或多個。
根據本發明之一特徵,該多個節點中的每個節點維護一預定數量的代幣,每個代幣表示一個值。
根據本發明之一特徵,該履行訊息更包含了:一產生該智慧合約的時間與一交易的能源價格。
根據本發明之一特徵,該能源供應單元係選自一再生能源發電源、一熱電冷聯供器、一燃料電池發電源。
根據本發明之一特徵,該履行訊息更包含了:一產生該智慧合約的時間與一交易的能源價格。
為實現上述另一目的,本發明提出一種實現能源交易的智慧合約的方法,用於具有多個節點之一網路,每個節點包括至少一個能源組件,每個能源組件設置有一控制組件,該方法在一能源交易實現一智慧合約,包含下列步驟:步驟1:藉由該控制組件測量與其相關聯之該能源組件的一能量度量,以提供一結算訊息;步驟2:從該網路中的至少兩個節點接收該結算訊息;步驟3:驗證一區塊鏈上的一公共分類帳的一當前狀態;步驟4:根據收到的該結算訊息生成一履行訊息;以及步驟5:執行該履行訊息作為該區塊鏈的該公共分類帳的一更新狀態;其中,當該網路識別該控制組件測量的該能量度量在該能源組件的一現有能量使用具有至少一變化時,該多個節點中的每個節點被配置為與該多個節點中的其他節點自主地進行實現該智慧合約;以及該履行訊息包含:該能量度量、該至少一個變化、一產生該智慧合約的時 間與一交易的能源價格,且記錄在該公共分類帳的該更新狀態。
根據本發明之一特徵,生成一履行訊息包含:一加密過程,該加密過程包含使用該變化與一雜湊亂數來形成一雜湊函數;以及一運算過程,在解出該雜湊函數後以生成該履行訊息。
根據本發明之一特徵,作為該公共分類帳的該當前狀態包括一能量分析預測,該能量分析預測包括每一節點的該能量度量,包括一能量消耗,一能量出價,一能量支付和一能量支付驗證中的一個或多個。
綜上,本發明之分散式能源交易系統與方法,具有以下功效:1.不需要額外的併網與大量的傳輸線;2.在來自多樣能源來源的系統的供應量與用戶端的使用量上取得一個平衡;3.即時提供用戶端得知即時變動且合理的能源價格;以及4.不會耗費大量資源做智慧合約的運算。
100‧‧‧分散式能源交易系統
110‧‧‧能源組件
132‧‧‧能源傳送管路
140‧‧‧網路
142‧‧‧網路連線
144‧‧‧節點
200‧‧‧控制組件
210‧‧‧感測元件
220‧‧‧記憶體
230‧‧‧中央處理元件
240‧‧‧控制電路
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂,下文特舉數個較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
第1圖為本發明之分散式能源交易系統之一實施例的結構示意圖。
第2圖為本發明之控制組件的功能方塊示意圖。
第3圖為本發明之分散式能源交易方法之實施例流程圖。
第4圖為本發明之分散式能源交易方法之步驟4之詳細實施例流程圖。
雖然本發明可表現為不同形式之實施例,但附圖所示者及於本文中說明者係為本發明可之較佳實施例。熟習此項技術者將瞭解,本文所特定描述且在附圖中繪示之裝置及方法係考量為本發明之一範例,非限制性例示性實施例,且本發明之範疇僅由申請專利範圍加以界定。結合一例示性實施例繪示或描述之特徵可與其他實施例之諸特徵進行結合。此等修飾及變動將包括於本發明之範疇內。
現請參考第1圖,其為本發明分散式能源交易系統100之第一實施例的結構示意圖。一種分散式能源交易系統100,包括:複數個能源組件110;以及具有多個節點144的一網路140。
在該些能源組件110中,每個能源組件110包含一控制組件。該能源組件110,係至少包含一能源供應單元、一能源需求單元或一儲能單元。每個能源組件110的該控制組件係用於測量相關聯該能源組件110的一能量度量。該具有多個節點144的該網路140,其每個節點144包括至少一個能源組件110。需注意的是,第1圖中該網路140中有多個節點,統一以符號144代表。此外,在本發明中,第1圖中該能源組件110之該能源供應單元、該能源需求單元或該儲能單元該能源組件110之意義係指與能源供應、需求與儲存的有關單位,可以是以一個能源產生單位、家庭用戶端、電動車充電樁或在儲能端、一用戶端內有包含一能源產生單位、或一能源供應單位包含有一能源需求單位。並非單指一個供應、需求與儲存功能。當該能源需求單元是以一個家庭用戶端為單位時,家庭中所有的用電產品負載係連接到家庭的配電盤或電箱,以視為單一的使用端。
在本發明中,該能源供應單元主要是包含1.非再生能源之分散式發電源(distributed generation source)與2.再生能源發電源。
1.非再生能源之分散式發電源:是一種以燃氣作為能源,將製冷、供熱(採暖和供熱水)及發電過程一體化的多來源生產系統,總稱為一熱電冷聯供器,通常由發電機組、吸收式冷(熱)水機組和換熱設備組成,即將高效能能源用於發電,發電機排放的低效能能源(如煙氣餘熱、熱水餘熱)用於供熱或製冷,實現能源的梯級利用,目的在於提高能源利用效率,減少碳化物及有害氣體的排放。本發明之該能源供應單元之非再生能源之分散式發電源可以是一熱電冷聯供器,由該能源供應單元或該能源需求單元所經營。該能源供應單元之非再生能源之分散式發電源靠近該能源需求單元(電、熱、冷),採用較小型的能源機組向所在小區域聯供熱電冷。所採用的機組一般是以天然氣為主要燃料,燃油為備用燃料。其單台機組的發電量範圍廣,可從3~180MW。由於該能源供應單元之非再生能源之分散式發電源可熱電冷聯供,燃料得到梯級利用,其熱效可達70%~85%,低電損耗可達2%~3%。
2.再生能源發電源:係選自下列之一:太陽能發電源、風力發電源、生質能發電源、地熱發電、水力發電源、微渦輪發電源。
太陽能發電源,包含:太陽光伏發電與太陽能-蒸汽迴圈發電。太陽光伏發電是一種利用固體(半導體)的光生伏打效應,把光能直接變為電能的發電方式。太陽光伏發電系統由太陽電池板、蓄電池和控制器三部分組成。太陽能-蒸汽迴圈發電有兩種形式:一是由太陽能加熱低沸點工質或液態金屬,產生蒸汽,形成蒸汽動力迴圈的直接太陽能熱動力發電。該發電系統由集熱器、蓄熱器和汽輪發電機組所組成。太陽輻射能被定日鏡反射後被集熱器(鍋爐)所吸收。集熱器中傳熱介質(水或有機介質、金屬鈉)吸熱而汽化,蒸汽進入汽輪機組作功發電並將電能輸入電網。另一種太陽能 一蒸汽迴圈發電系統是太陽能+燃氣一蒸汽聯合迴圈發電。這種複合迴圈能比較好地利用太陽能,又可以保證系統連續穩定運行。發電規模較大,是一種有前途的實用型分散式能源系統。
風力發電源,是風能利用的主要形式。風是太陽輻射引起的大氣對流運動。地球上可利用的風能為2×107MW,特別是在臨海地區和內陸山口地區,風力資源十分集中。風力發電機既可單獨供電,也可與其他發電方式(如柴油機發電、微型燃氣輪機等)複合,向一個單位或一個地區供電,或者將電力併入常規電網運行。
生物質發電源,是指由植物光合作用而產生的有機物質。光合作用將太陽能轉換為化學能而儲存於生物質中。所以生物質能實際上是物質所具有的化學能。生物質能的利用與轉換,除了效率較低的直接燃燒提供熱能以外,主要是通過生物轉換(微生物發酵)和化學轉換(熱解與氣化)將生物質變成液體燃料(甲醇、乙醇)、氣體燃料(甲烷)或固體燃料(焦炭)。醇類液體燃料和甲烷氣既可以作為發電廠的燃料,又可以作為燃料電池的燃料,從而實現生物質能的動力利用。
地熱發電源,是高溫地熱利用最重要的方式。根據地熱流體的熱量參數和性狀,可以有兩種不同的發電形式。1、蒸汽型地熱發電站以及2、熱水型地熱發電。蒸汽型地熱發電站是把高溫地熱蒸汽田中的乾蒸汽直接引入汽輪發電機組發電。在引入之前,先要把地熱蒸汽中的水滴、砂粒與岩屑分離和清除乾凈。熱水型地熱發電是當前地熱發電的主要方式。目前已採用的迴圈有兩種,它們是:(1)閃蒸地熱發電系統與(2)雙迴圈地熱發電系統。
燃料電池發電源,和微型燃氣輪機複合系統,燃氣輪機作為能源利用的前置級,其排氣用來加熱進入燃料電池的空氣和燃料。燃料電池是固體氧化物,工作溫度700-1000℃,用天然氣或甲烷作燃料。該燃料電 池和微型燃氣輪機複合供電系統具有下列優點:可以在無電力供應的地區使用;系統可保持自穩定運行;啟動方便、快捷;SO2和NO2的排放量很少,是一種很有發展前景的分散式能源系統。
該能源供應單元亦可以是一燃料電池發電源。燃料電池是一種主要透過氧或其他氧化劑進行氧化還原反應,把燃料中的化學能轉換成電能的發電裝置。最常見的燃料為氫,其他燃料來源來自於任何的能分解出氫氣的碳氫化合物,例如天然氣、醇、和甲烷等。燃料電池透過電堆串連後,甚至成為發電量百萬瓦(MW)級的發電廠。亦即,該能源供應單元係選自一熱電冷聯供器、一再生能源發電源、與一燃料電池發電源。該能源供應單元用於提供一生成能源。本發明之能源供應單元包含至少一再生能源發電源。
該儲能單元儲存的能量有多種形式,包括輻射,化學的,重力勢能,電勢能,電力,高溫,潛熱和動力。能量儲存涉及將難以儲存的形式的能量轉換成更便利或經濟可儲存的形式。較佳地,該儲能單元儲存的能源可以在該分散式能源交易系統100負荷低的時候儲能,在該分散式能源交易系統100負荷高的時候輸出能量,也可以用做應急能源,或用於削峰填谷,減輕該分散式能源交易系統100的電力波動。
該儲能單元是電池組時,大功率場合一般採用鉛酸蓄電池或全釩氧化還原液流電池,主要用於應急電源或電動車;小功率場合也可以採用可反覆充電的乾電池:如鎳氫電池,鋰離子電池等。較佳地,該儲能單元是全釩氧化還原液流電池(Vanadium Redox Battery,VRB)組,是一種可充電的液流電池。其採用不同氧化態的釩離子來儲存化學勢能,用於該儲能單元儲能,連接到該分散式能源交易系統100中。
該儲能單元是電感器組時,其儲存的電能與自身的電感和流過它本身的電流的平方成正比。該儲能單元是電容器組時,其儲存的電能與 自身的電容和端電壓的平方成正比。電容器組儲能有很重要的特點是能夠提供瞬間大功率,非常適合於電動車快速充電、無線快速充電等應用場合。
該儲能單元用於接收來自該能源供應單元所提供的該能源,並儲存成一可用能源。該能源需求單元,用於使用該儲能單元中所儲存的能源。亦即是,該能源供應單元,該能源需求單元與該儲能單元係以能源傳送管路132(第1圖中以實線表示)連結著。
在本發明中,該能源需求單元可以是以一個家庭用戶端為一使用端單位,也可以是一個電動車充電樁為一使用端單位。例如,當該能源需求單元是以一個家庭用戶端為單位時,家庭中所有的用電產品負載係連接到家庭的配電盤或電箱,以視為單一的使用端。
除了能源傳送管路132(連接,該能源供應單元、該能源需求單元與該儲能單元形成彼此之間以網路連線142(第1圖中以虛線表示)相互連結成具有節點(node)144的網路140。在該儲能單元的該可用能源產生一變化量時,連接在該儲能單元之節點144形成一智慧合約,並發送到該網路140其他節點144。亦即是,該能源供應單元、該能源需求單元與該儲能單元在該網路140中,皆具有其各自的節點144。
在第1圖中,該能源供應單元提供一生成能源,並儲存在該儲能單元中,再由該能源需求單元提出使用需求。亦即,該能源供應單元與該能源需求單元之間沒有顯示能源傳送管路132。
然而,需注意的是,該能源供應單元與該能源需求單元亦可以用有自己儲能單元,因此,當該能源需求單元有能源需求時,可以直接向該能源供應單元提出並使用其所生成能源。亦即是,在該能源供應單元與該能源需求單元之間可以直接連接能源傳送管路132,而不需經由該儲能單元。
此外,該能源供應單元亦可能本身需要能源,即該能源供應單元也可以是該能源需求單元;或者該能源需求單元本身也包含有能源供應能力,即該能源需求單元包含有該能源供應單元。
該網路140的節點144包含傳輸接入、網路交換、行動通訊、無線通訊、光通訊、衛星通訊、支撐管理、專網通訊等技術。較佳地,該網路140可以是使用有線網路或無線網路,包含:第三代行動通訊(3G)、第四代行動通訊(4G)、第五代行動通訊(5G)、全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)、網路協定電視(Internet Protocol Television,IPTV)、新世代網路(Next Generation Network,NGN)等。該些節點144可以通過通信接口無線通信,通信接口可以在必要時包括只少一數位信號處理電路。該些節點144之通信接口可以通過射頻收發器,提供各種模式或協議下的通信(例如,GSM語音呼叫,SMS,EMS或MMS消息,CDMA,TDMA,PDC,WCDMA,CDMA2000或GPRS等)。該些節點144之通信接口可以使用藍牙,WiFi或其他這樣的收發器進行短程通信。此外,該些節點144之通信接口可使用全球定位系統(GPS)接收器模組向任何節點144提供附加的導航和位置相關的無線數據,並可以在節點144上適當地使用感測元件和模組,諸如照相機,麥克風,指南針。
該些節點144之通信接口可以實現與能源供應單元的接口以收集供應與需求,與外部金融系統連接以維持用於結算支付的能量信用,與該能源需求單元連接以預測和匹配供需,並與其他該些節點144之通信接口連接以進行區塊鏈交易。
該控制組件用於感測並獲得相關聯的該能源組件110之該能量度量的訊息,該能量度量包括:一能量消耗,一能量出價,一能量支付和 一能量支付驗證中的一個或多個。
當該網路140識別該能源組件110之該控制組件測量的該能量度量在該能源組件110的一現有能量使用具有至少一變化時,該多個節點144中的每個節點144被配置為與該多個節點中的其他節點144自主地進行交易。其中,該多個節點144中的某一節點144生成一智慧合約,該智慧合約配置為:從該網路140中的至少兩個節點144接收一結算訊息;驗證一區塊鏈上的一公共分類帳的一當前狀態;根據收到的該結算訊息生成一履行訊息;以及執行該履行訊息作為該區塊鏈上的該公共分類帳的一更新狀態;其中,該履行訊息包含:該能量度量、該至少一個變化、一產生該智慧合約的時間與一交易的能源價格,且記錄在該公共分類帳的該更新狀態。
該多個節點144中的每個節點144維護一預定數量的代幣,每個代幣表示一個值。較佳地,每個代幣的值與使用區域當地的實際貨幣的值係相等。該公共分類帳是基於物聯網專用的一開放原始碼分散式賬本(加密貨幣)。
該能源供應單元與該能源需求單元的設置較佳係可以直接在能源需求單元附近來供應能量,如:在社區或大樓自有的現址(on site)發電方式,包括:屋頂太陽能電池發電、熱電共生等等,直接抵銷需求。
該分散式能源交易系統100將複數個能源供應單元與該能源需求單元,整合成為單一區塊鏈的系統,以提供在該分散式能源交易系統100內所需要的能源,因此,該分散式能源交易系統100無須與大電網並連運轉,即可獨立運轉。但若能源供應單元供應能源不足時,亦可以藉由其他 外部的能源供給。
現請參考第2圖,其為本發明之控制組件的功能方塊示意圖。該控制組件200包含感測元件210、記憶體220、中央處理元件230與控制電路240中一個或多個等。該控制組件200將該網路140中的該能源組件110形成一物聯網,作為採集資料推送服務的裝置。該控制組件200的感測元件210通用要求,包括感測和資料獲取功能(感測節點)、本地嵌入式處理層功能(本地嵌入式處理節點)、有線和/或無線通訊功能(連接節點)、軟體自動執行任務,並啟用新的服務類別、遠端網路/基於雲的嵌入式處理功能(遠端嵌入式處理節點),以及整個訊號路徑都具有完整的安全性。該控制組件200透過多個感測元件210採集相關聯的該能源組件110之該能量度量的訊息。該控制組件200的記憶體220可以儲存在計算機可讀介質上,該計算機可讀介質可以是例如快閃記憶體,隨機存取記憶體(RAM),磁帶或用於儲存數據的任何其他此類介質。該控制組件200的該中央處理元件230作為該控制組件200之運算與判斷單元。在該控制組件200透過多個感測元件210採集相關聯的該能源組件110之該能量度量的訊息,若得知變化時,該中央處理元件230將該訊息送到該網路140內之各節點144,因此,可以對該分散式能源交易系統100進行供應與需求的即時管理,調配能源供需。該控制組件200的控制電路240包含一般的可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),或具有微處理器的數位電子裝置,用於自動化控制的數位邏輯控制器,可以將控制指令與採集相關聯的該能源組件110之該能量度量的訊息隨時載入記憶體220內儲存與執行。
藉此,該分散式能源交易系統100供需平衡無需經過輸配電網路,也不會為輸配電網路帶來負擔,更可省下大筆輸配電網路擴張與維護的費用,並避免輸配電過程的損耗。
生成一履行訊息系基於一區塊鏈模型,能讓該能源供應單元與該能源需求單元直接進行點對點(P2P)交易,因此該能源供應單元立即收到 該能源需求單元的費用,亦即節點內的代幣。
區塊鏈模型係利用網路建立的共享加密總帳技術,在該網路140中的各節點都能產生智慧合約,沒有所謂的單一授權機制,因此能直接連結生產方與消費方,讓該分散式能源交易系統100運作變得更加透明。
該智慧合約的紀錄係至少包含了:一產生該智慧合約的時間、該變化與當時的能源價格。
該生成一履行訊息的區塊鏈模型更包含:一加密過程,該加密過程包含使用該變化量與一雜湊亂數來形成一雜湊函數;以及一運算過程,在解出該雜湊函數後形成一智慧合約。
每一節點144建立新區塊,包含最近的智慧合約、標頭(先前區塊的參考位置)、只使用一次的隨機數(nonce),以雜湊函數計算,得到新的區塊。每一節點144接收區塊後進行確認,進行共識演算法。第一個算出解出該雜湊函數的節點144將形成新的智慧合約,並連結到該網路140上每一節點144的原有的區塊鍊,並且把新的智慧合約傳送到該網路140上每一節點144。
該分散式能源交易系統100運用在一個社區或一個範圍不大的區域時,例如直徑1公里以內的網路節點,該智慧合約亦可以基於物聯網專用的開放原始碼分散式賬本(加密貨幣),亦即IOTA。開放原始碼分散式賬本是專門針對物聯網(IoT)所設計的加密貨幣,可以達到交易的安全性以及共享資料流的目的。其主要是提供物聯網上各機器之間資訊安全的通訊以及付款。開放原始碼分散式賬本使用有向無環圖(DAG)的技術,除去了許多加密貨幣在進行時需要的「挖礦運算」以及帶來的能耗。開放 原始碼分散式賬本的確認時間也相當快,系統可以同時交易的量沒有上限,因此系統的擴增很簡單。
現請參考第3圖,其為分散式能源交易方法的實施例流程圖,其主要使用本發明之分散式能源交易系統。請配合第1圖,第3圖的分散式能源交易方法,用於具有多個節點之一網路,每個節點包括至少一個能源組件,每個能源組件設置有一控制組件,該方法在一能源交易實現一智慧合約,包含下列步驟:步驟1:藉由該控制組件測量與其相關聯之該能源組件的一能量度量,以提供一結算訊息;步驟2:從該網路中的至少兩個節點接收該結算訊息;步驟3:驗證一區塊鏈上的一公共分類帳的一當前狀態;步驟4:根據收到的該結算訊息生成一履行訊息;以及步驟5:執行該履行訊息作為該區塊鏈的該公共分類帳的一更新狀態;其中,當該網路140識別該控制組件測量的該能量度量在該能源組件110的一現有能量使用具有至少一變化時,該多個節點中的每個節點144被配置為與該多個節點144中的其他節點144自主地進行實現該智慧合約;以及該履行訊息包含:該能量度量、該至少一個變化、一產生該智慧合約的時間與一交易的能源價格,且記錄在該公共分類帳的該更新狀態。 作為該公共分類帳的該當前狀態包括一能量分析預測,該能量分析預測包括每一節點的該能量度量,包括一能量消耗,一能量出價,一能量支付和一能量支付驗證中的一個或多個。
現請參考第4圖,其為本發明之分散式能源交易方法之步驟4之詳細實施例流程圖。其中,生成一履行訊息包含更包含下列步驟:步驟4-1:一加密過程,該加密過程包含使用該變化與一雜湊亂數來形成一雜湊函數;以及步驟4-2一運算過程,在解出該雜湊函數後以生成該履行訊息。
該分散式能源交易系統100還可以至少部分地以軟體實現,以由各種類型的處理器執行。所識別的可執行代碼單元可以例如包括計算機指令的一個或多個物理或邏輯塊,可以包括儲存在不同位置的不同指令。此外,該分散式能源交易系統100的訊息傳遞,如該能量度量,可以儲存在計算機可讀介質上,該計算機可讀介質可以是例如快閃記憶體,隨機存取記憶體(RAM),磁帶或用於儲存數據的任何其他此類介質。
執行代碼的模組可以是單個指令或許多指令,甚至可以分佈在幾個不同的代碼段,不同的程序之間以及幾個記憶體上。操作數據可以在本文中在模組內被識別和示出,並且可以以任何合適的形式體現並且被組織在任何合適類型的數據結構內。操作數據可以作為單個數據集收集,或者可以分佈在包括不同記憶體的不同位置上,並且可以至少部分地僅作為系統或網路上的電子信號存在。
該分散式能源交易系統100的各種實現可以在數位電子電路,積體電路,專門設計的專用積體電路(ASIC),計算機硬體,軟體和/或其組合中實現。這些各種實現可以包括至少一個可編碼處理器,可以在可編碼系統上執行和/或解釋的一個或多個計算機程序。可編碼處理器可以是特殊的或通用的,耦合到該網路140的每個節點144以發送數據和指令。
綜上該,本發明之分散式能源交易系統與方法具有以下功效: 1.不需要額外的併網與大量的電力傳配線;2.不需要在每一個發電源與使用端接上智慧電表;3.不會耗費大量資源做智慧合約的運算;4.在多樣能源來源的供應量與使用端的使用量上取得一個平衡;5.使用端得知即時變動的儲能系統的可用能源;以及6.提供使用端得知即時電力變動且合理的能源價格。
雖然本發明已以前述較佳實施例揭示,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與修改。如上述的解釋,都可以作各型式的修正與變化,而不會破壞此發明的精神。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧分散式能源交易系統
110‧‧‧能源組件
132‧‧‧能源傳送管路
140‧‧‧網路
142‧‧‧網路連線
144‧‧‧節點
200‧‧‧控制組件

Claims (10)

  1. 一種分散式能源交易系統,包括:複數個能源組件,每個能源組件設置有一控制組件,該能源組件,係至少包含一能源供應單元、一能源需求單元或一儲能單元,每個能源組件的該控制組件係用於測量相關聯該能源組件的一能量度量;具有多個節點的一網路,每個節點包括至少一個能源組件;其中,當該網路識別該控制組件測量的該能量度量在該能源組件的一現有能量使用具有至少一變化時,該多個節點中的每個節點被配置為與該多個節點中的其他節點自主地進行交易;該多個節點中的一節點生成一智慧合約,該智慧合約配置為:從該網路中的至少兩個節點接收一結算訊息;驗證一區塊鏈上的一公共分類帳的一當前狀態;根據收到的該結算訊息生成一履行訊息;和執行該履行訊息作為該區塊鏈上的該公共分類帳的一更新狀態;其中,該履行訊息包含:該能量度量和該至少一個變化,且記錄在該公共分類帳的該更新狀態。
  2. 如請求項1所述的該分散式能源交易系統,其中該能源供應單元係選自一再生能源發電源、一熱電冷聯供器與一燃料電池發電源。
  3. 如請求項1所述的該分散式能源交易系統,其中該能量度量包括:一能量消耗,一能量出價,一能量支付和一能量支付驗證中的一個或多個。
  4. 如請求項1所述的該分散式能源交易系統,其中,該多個節點中的每個節點維護一預定數量的代幣,每個代幣表示一個值。
  5. 如請求項1所述的該分散式能源交易系統,其中該履行訊息更包含了:一產生該智慧合約的時間與一交易的能源價格。
  6. 一種分散式能源交易方法,用於具有多個節點之一網路,每個節點包括至少一個能源組件,每個能源組件設置有一控制組件,該方法在一能源交易實現一智慧合約,包含下列步驟:藉由該控制組件測量與其相關聯之該能源組件的一能量度量,以提供一結算訊息;從該網路中的至少兩個節點接收該結算訊息;驗證一區塊鏈上的一公共分類帳的一當前狀態;根據收到的該結算訊息生成一履行訊息;以及執行該履行訊息作為該區塊鏈的該公共分類帳的一更新狀態;其中,當該網路識別該控制組件測量的該能量度量在該能源組件的一現有能量使用具有至少一變化時,該多個節點中的每個節點被配置為與該多個節點中的其他節點自主地進行實現該智慧合約;以及該履行訊息包含:該能量度量、該至少一個變化、一產生該智慧合約的時間與一交易的能源價格。
  7. 如請求項6所述的該分散式能源交易方法,其中該能源供應單元係選自一再生能源發電源、一熱電冷聯供器與一燃料電池發電源。
  8. 如請求項6所述的該分散式能源交易方法,其中該公共分類帳是基於物聯網專用的一開放原始碼分散式賬本。
  9. 如請求項6所述的該分散式能源交易方法,其中生成一履行訊息包含:一加密過程,該加密過程包含使用該變化與一雜湊亂數來形成一雜湊函數;以及一運算過程,在解出該雜湊函數後以生成該履行訊息。
  10. 請求項6所述的該分散式能源交易方法,其中作為該公共分類帳的該當前狀態包括一能量分析預測,該能量分析預測包括每一節點的該能量度量,包括一能量消耗,一能量出價,一能量支付和一能量支付驗證中的一個或多個。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI761963B (zh) * 2020-09-22 2022-04-21 國立成功大學 能源管理及交易方法與用於能源管理及交易的區塊鏈系統
TWI763392B (zh) * 2020-04-10 2022-05-01 大陸商支付寶(杭州)信息技術有限公司 機構識別編號的註冊方法及系統
TWI847186B (zh) * 2022-07-11 2024-07-01 大自然交易平台股份有限公司 植物資產管理方法、管理系統、交易方法及交易系統

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