基于异构区块链的分布式能源竞价策略研究

doi:10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2021.2340

摘要/Abstract

摘要：

为解决分布式多能源并网、分配及调度协同难题，构建了一种分布式能源异构区块链网络模型。在该模型中设计一种跨链信息协同、多组织互补交易的联盟链机制，降低传统区块链共识确认及交易时延。结合提升能源利用效率的需求，引入低碳因子、衰变服务质量及能源综合利用率等控制指标，设计基于售电方的信誉值竞价策略，并在模型的智能合约中嵌入自动交易与评价函数，为该竞价策略结算提供支撑。通过对虚拟电厂参与下的能源区块链竞价模型进行对比分析，结果表明，该模型在保障能源交易参与者的利益和数据安全性的基础上，使得市场交易机制更加灵活，促进清洁能源就地消纳，有助于低碳可持续发展。同时，该竞价策略可以为探索适用于未来能源利用体系的参与者最优控制策略提供理论参考。

关键词: 分布式能源, 竞价策略, 交易结算, 能源区块链

Abstract:

In order to solve the problem of distributed multi-energy grid connection， distribution and scheduling coordination， considering that the interaction of distributed energy is dynamic and real-time， and the supply and demand sides have data privacy and security requirements， a distributed energy heterogeneous is constructed. Blockchain network model. In this model， a consortium chain mechanism of cross-chain information collaboration and multi-organization complementary transactions is designed to reduce the traditional blockchain consensus confirmation and transaction delay. Combined with the need to improve energy utilization efficiency， control indicators such as low-carbon factor， decay service quality and comprehensive energy utilization rate are introduced to build a reputation value bidding strategy based on electricity sellers， and the automatic transaction and evaluation functions are embedded in the smart contract of the model. Provide support for the settlement of this bidding strategy. Through the multi-scenario setting， the energy blockchain bidding model with the participation of virtual power plants is compared and analyzed. The calculation example shows that the model： on the basis of ensuring the interests of energy transaction participants and data security， the market transaction mechanism is more flexible and promotes Local consumption of clean energy contributes to low-carbon sustainable development. At the same time， the bidding strategy can provide a theoretical reference for exploring the optimal control strategy for participants in the future energy utilization system.

Key words: distributed energy, bidding strategy, transaction settlement, energy blockchain

中图分类号:

F206

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图/表 16

图1

图2

图3

表1

详细参数"

参数	含义
$x 1$	履约率
$x 2$	平均能源供给量
$x 3$	售电方衰变服务质量
$x 4$	能源利用率
$x$	能源供给类型
$O c o m$	实际完成交易的订单数量
$O s u m$	该节点的总订单数
$Q x$	当前交易中的能源交易量
$P o w t$	当前交易周期发电量总和
$Q t o t a l$	售卖方历史能源交易总和
$F i$	当前交易次数
$F t o t a l$	历史交易总次数
$D i$	服务质量
$E p$	环保因子
$A e$	弃能惩罚成本
$p$	本次交易报价
$P S X$	清洁能源电价补贴
$P S s e l f$	自发自用补贴
$V$	本次交易金额
$V w (t)$	风电在t时刻交易金额
$V S (t)$	光伏太阳能在t时刻的交易金额
$C W$	单位kw·h风能发电成本
$C s$	单位kw·h光能发电成本
$S C O 2$	碳排放量

表1

表2

详细参数"

参数	含义
$N u s e r$	用户
$N s e l l e r$	售电方
$I D u s e r$	用户唯一标识符
$I D s e l l e r$	售电方唯一标识符
$I D s m$	计量设备ID
M	预付费用
P	交易电价

表2

表3

买方需求信息"

买方	状态	发布量（kw·h）	剩余量（kw·h）
$U 1$	有剩余	445	125
$U 2$	已结束	625	0
$U 3$	已结束	590	0
$U 4$	已结束	985	0
$U 5$	已结束	372	0

表3

表4

卖方出售信息"

卖方	状态	发布量（kw·h）	剩余量（kw·h）	报价
$B φ - S 1$	未完成	700	700	0.402
$B φ - S 2$	未完成	880	880	0.494
$B φ - S 3$	已结束	625	0	0.430
$B φ - S 4$	仍有剩余	1000	15	0.395
$B φ - S 5$	未完成	420	420	0.470
$B σ - S 1$	未完成	370	370	0.407
$B σ - S 2$	仍有剩余	400	28	0.458
$B τ - S 1$	仍有剩余	1000	410	0.424
$B τ - S 2$	未完成	540	540	0.449
$B τ - S 3$	未完成	590	590	0.303
…				…
$B γ - S 1$	未完成	550	550	0.325
$B γ - S 2$	未完成	675	675	0.435
$B γ - S 3$	已结束	320	0	0.405

表4

图4

表5

买方需求信息（竞价后）"

买方	状态	发布量（kw·h）	剩余量（kw·h）
$U 1$	已结束	445	0
$U 2$	已结束	625	0
$U 3$	已结束	590	0
$U 4$	已结束	985	0
$U 5$	有剩余	372	2

表5

表6

卖方出售信息（竞价后）"

卖方	SC	状态	发布量（kw·h）	剩余量（kw·h）	报价
$B φ - S 1$	91.20	仍有剩余	700	75	0.402
$B φ - S 2$	82. 60	未完成	880	880	0.494
$B φ - S 3$	84.45	未完成	625	625	0.430
$B φ - S 4$	89.00	未完成	1000	1000	0.395
$B φ - S 5$	89. 32	未完成	420	420	0.470
$B σ - S 1$	96. 44	已结束	370	0	0.407
$B σ - S 2$	92. 46	未完成	400	400	0.458
$B τ - S 1$	94. 44	仍有剩余	1000	15	0.424
$B τ - S 2$	91.02	未完成	540	540	0.449
$B τ - S 3$	92. 47	已结束	590	0	0.303
…					…
$B γ - S 1$	87. 73	未完成	550	550	0.325
$B γ - S 2$	92. 60	仍有剩余	675	230	0.435
$B γ - S 3$	89. 35	未完成	320	320	0.405

表6

图5

图6

图7

图8

图9

图10

参考文献 22

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