区块链技术在电力供需互动领域的应用

北极星销售电网新闻:区块链技术在电力供需互动领域的应用。
1.区块链技术在电力领域的发展。
(1)区块链发展阶段。
区块链技术的演进主要经历了三个阶段:第一阶段以比特币为代表,实现虚拟货币的流通和交易;第二阶段,以以太网为代表,引入可编程智能契约,并将其应用于金融领域;在第三阶段,区块链的应用将扩展到各行各业,以满足更复杂的业务逻辑,实现信息共享,降低信任成本,提高整个系统的运行效率。
注:图中共识层的三帧从内到外代表第一、二、三代区块链的内容。
图1区块链技术发展阶段图。
(2)区块链在电力领域的应用。
作为继大数据、云计算和人工智能之后的新技术,区块链技术以其可追溯性、分布性和不可伪造性吸引了政府、行业和学术界的关注。在全球范围内,区块链在能源和电力领域有许多应用案例。虽然美、英、德等国较早将区块链引入能源领域,但业内普遍认为,从2020年起,亚太地区将成为全球能源发展的新领军者区块链。
目前,区块链在中国电力领域的应用主要分为三个方面。一是区块链与电力系统结合,保证业务数据上行的安全性和可追溯性,利用智能合同技术实现业务自动化,主要包括电力运输(电动汽车充电)、点对点交易、可再生能源证书管理;其次,区块链与电力金融的结合主要包括供应链金融、电子合同、电费金融等。;三是区块链与电力企业管理的结合,主要包括电力审计、企业安全管理、电网管理等。
表1目前区块链在中国电力领域的主要应用。
二.国内外相关实务案例。
目前,我国电力需求响应技术已经试点,但在商业模式和政策上仍不成熟。区块链的一些特色和技术正好可以解决电力供需互动领域的一些典型问题。下面将介绍区块链应用在电力供需互动领域的一些实际成果。
《区块链技术在电力供需互动领域的应用》
(a)外国实践案例。
目前国外有很多项目实施方案和相关技术的示范应用。日本富士通开发了一个区块链交易系统,通过该系统控制能源并促进稳定的电力供应。这种交易系统可以用来处理消费者之间的电力短缺和过剩。2019年12月,瑞士能源网络基金会(EWF)推出了一个为能源行业量身定制的区块链平台——能源区块链,主要用于支持和验证能源交易行为。该平台的推出也促进了电力需求响应程序的发展,使其更多地应用于电网服务行业和能源交易市场。英国比特瓦特公司改变了传统的电力系统运行方式,建立了智能灵活的系统,部署了比特瓦特区块链平台,利用区块链技术实现实时数据共享和电力供需实时匹配。一些消费者可以在用电高峰期出售自己的电力,以平衡供需,同时也鼓励更多的消费者参与需求响应计划。2020年8月底,德国联邦能源署(DENA)启动了一个能源实验室,该实验室允许人工智能和区块链等创新技术作为基本能源解决方案进行测试,该实验室包括BMIL可视化解决方案和智能合同注册的试点项目。2020年10月,DENA与能源之星合作开发了区块链身份注册和可再生能源信用跟踪项目,在美国试点可再生能源信用跟踪,并在德国建立分布式能源数字注册中心,包括一些太阳能电池板、电池或恒温器。在这个项目中,BMIL将使用EnergyWeb的分散系统(ew-dos),然后与KILT区块链协议一起使用ew-dos,这样企业就可以构建定制的区块链。该解决方案也成为首个具有“多区块链建筑”的能源项目。
(二)国内实践案例。
目前,中国地方政府正在积极推出区块链产业扶持政策,帮助区块链登陆电力物联网。早在2017年,国家发改委就出台了支持分布式能源用户直接交易的政策。2019年,江苏省发布了《关于积极推进分布式发电市场化交易试点工作的通知》,为区块链的应用提供了依据。国内能源公司也在大力推动区块链技术的发展。2019年3月,工信部区块链重点实验室电力应用实验基地在国家电网电子商务有限公司(国家电网雄安金融科技集团)揭牌;同年4月,电力“互联网+”业务可信区块链公共服务平台被工信部选为网络安全技术试点应用。2020年7月22日,首个基于区块链的“实时需求响应电子证书”在广东东莞诞生。该凭证将电网和用户在实施需求响应过程中的数据纳入区块链核查记录,然后使用区块链技术对所有数据进行核查,并使用智能合同自动生成电子合同,不仅具有唯一的数字标识,还可以形成相互信任的数据凭证,实现实时追溯。2020年8月4日,国家电网宁夏电力有限公司研发的首台集区块链和边缘计算于一体的区块链一体机成功接入“国家电网链”,并投入试运行。一体机突破了链与链高效协作的技术瓶颈,打破了电网侧与负荷侧信息交互的壁垒,解决了彼此难以协作的行业难题,实现了负荷侧数据的采集、监控和分析,将有效保证负荷侧资源辅助服务市场交易的真实性。
《区块链技术在电力供需互动领域的应用》
第三,区块链在电力需求响应业务中的应用。
将区块链技术应用于电力供需互动业务,可以建立基于需求响应的智能灾难恢复合同,结合加密技术和共识机制建立灾难恢复管理模式,应对业务中的突发情况,并在业务网络中通过共识对参与用户进行计费,解决交易安全问题。将智能契约应用于电力商品的价值利益分配,可以实现多主体的利益分配。下面从四个方面进行分析。
(1)基于区块链的智能灾难恢复契约。
在基于区块链技术的自动需求响应系统中,智能合同可以实现多级需求响应竞价链的同态安全交易,进而构建业务执行逻辑。智能契约的技术实现应以网格端和用户端的实际信息为基础,利用OpenADR的交互消息支持和EI标准的事件发布机制构建分布式智能契约。DR用户、负荷集成商、电网企业之间包括电力购销、减载合同、新增能耗合同、辅助服务合同在内的合同建设,将为未来复杂的电力市场交易提供灵活的技术支持。
区块链技术的智能合同允许创建分布式系统,在该系统中,客户可以直接和透明地通信,并采用安全和可追踪的方式,由电网运营商提供灵活的支持。在灾难恢复管理中使用区块链时,应考虑以下几个方面:首先,区块链记录客户的能源消耗或生产,然后智能合同开始计算基线,并提供潜在支持以满足客户的需求。同时,考虑到客户对发电和负荷的可用性配置调制,需求响应客户端采用区块链技术,也可以考虑隐私保护。
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区块链和智能合同还可以提供一个安全、隐私保护、防篡改、可审计和可靠的灾难恢复框架,以鼓励消费者积极参与。此外,智能合同可用于在点对点的基础上设计和实施利益相关方之间的全自动合同协议,并且可以通过编写合同在区块链对任意协议进行编码和执行。智能合同可以有效支持灾难恢复交换信号和独立参与智能合同,调解和监督交易参与者,执行合同条款,规范能源供应和处理支付/罚款。
图2基于区块链的智能灾难恢复合同。
(2)加密共识机制。
加密共识机制是加密技术和共识机制的结合,应用于供需互动服务中。加密技术是不对称加密技术。共识机制是指在基于区块链技术的供需互动服务中,采用权益证明机制。与电力领域中应用的其他一致机制不同,大多数传统的基于区块链的应用系统采用工作负载证明机制(PoW)

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