PDF《基于区块链技术的智能配售电交易平台架构设计》

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a e p s - i n f o . c o m 基于区块链技术的智能配售电交易平台架构设计 韩冬1 ,张程正浩1 ,孙伟卿1 ,张巍1 ,杨文威2 ,肖敏2 ( 1.上海理工大学机械工程学院,上海市

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2.上海嘉柒网络科技有限公司,上海市

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3 3 ) 摘要:为提高用户侧分布式能源市场运行效率, 降低交易安全风险, 提出了基于区块链技术的智能 配售电交易平台架构.首先设计了一种基于双向拍卖机制的配电网全电量竞争的市场交易机制, 提高了点对点的撮合效率并兼顾对产消者市场行为的约束.然后采用基于以太坊平台的区块链技 术, 建立了面向实时交易请求与数据采集的层级化智能配售电交易平台体系架构, 实现了能量流与 信息流高度耦合下的数据安全交互.最后, 算例与应用分析表明智能配售电交易平台具有高效性、 可追溯性及实时性. 关键词:分布式能源;

交易机制;

区块链;

以太坊;

智能合约 收稿日期:

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2 5;

修回日期:

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1 7. 上网日期:

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0 5. 国家自然科学基金资助项目(

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0 引言 未来能源产业在其发展与变革中, 分布式能源 将逐步参与市场竞争.传统集中化交易模式在处理 分布式能源与电力用户直接交易时, 受其中心化计 算能力及涉及用户隐私安全等诸多问题的影响, 通 常无法处理规模庞大的交易、 保证交易的公平透明, 限制了交易主体参与市场的意愿.而以 P

2 P( p e e r - t o - p e e r ) 交易为代表的分布式交易模式具有信息透 明, 交易规则简洁, 决策效率高, 运行成本低等特点, 符合未来能源系统对交易平台的要求[ 1] . 采用 P

2 P交易模式的能源交易平台在国际上 已有诸多案例.P i c l o是英国一个在线的可再生能 源交易平台, 该平台每半小时进行一次交易的匹配, 并且用户拥有与发电商交易的选择权.与Piclo类 似, V a n d e b r o n是荷兰一个在线的能源交易平台[ 2] . 但现有 P

2 P能源交易平台大多存在数据篡改、 历史 追溯、 主体信任等方面的问题[ 3] .为有效解决上述 问题, 可在配电网电力交易中引入去中心化的区块 链技术[ 4] .区块链同时保证了数据的安全性与透明 性[ 5] , 为构建新型分布式能源交易体系提供了新的 思路. 工业界、 学术界已广泛关注于区块链技术在能 源领 域的应用研究. 应用实践方面,

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1 6 年Exergy平台应用于 B r o o k l y n M i c r o g r i d试点项目, 该项目实现了社区间居民的 P

2 P光伏电力交易, 用 户通过智能电表可实时获取发、 用电量等相关数据, 并通过区块链向他人购买或销售电力.学术研究方 面, 文献[

6 ] 分析了区块链技术在碳排放权认证、 虚 拟发电资源交易、 多能源协同和信息物理系统安全 4种典型场景的应用.文献[ 7] 探究了适合大用户 直购电交易的区块链技术, 建立起整体的框架模型. 文献[

8 ] 提出了一种基于区块链技术的综合需求侧 响应资源交易框架.文献[

9 ] 提出了一种 多交易请 求、 多响应报价 的配电网去中心化多边交易模式, 搭建了可实际运行的分布式电力 交易平台.文献 [

1 0 ] 设计出一种基于信用银行的能源区块链交易模 式.文献[

1 1 ] 综合分析了微网运营商、 大用户以及 分布式聚合商的需求及收益, 构建了基于区块链技 术的微网竞争博弈模型.文献[