基于区块链技术的配电网多主体交易商业模式研究文献综述

 2023-08-10 04:08

文献综述(或调研报告):

(1)现状

目前,分布式能源发展越来越迅速,越来越多的分布式发电、储能、用电设备申请入网,无疑给电力系统的安全稳定运行带来了更大的挑战,对系统的输入输出平衡提出了更高的要 求。 针对分布式用户,已经有对用户侧的需求实现自动响应这一方案在我国目前的电力系统配电网现 状下,分布式用户大部分缺乏对电力系统的相关了解,大部分用户对于电力市场没有足够的认识,无法以一种合理、安全、有效的方式参与到电力市场的竞争和调节中去。为了解决这一问题,美国电网智能化架构委员会(GWAC)提出了可交易能源这一概念,旨在将 存在于电力市场中,不论以何种形式交易的电力,都以价值响应的形式描述。但是,对于分布式用户来说,大部分小功率用户,无论是作为电能生产者还是电能消费者,都无法积极有效地参与到电力市场自由交易中。

在“十三五”的大背景下,政府职能转型升级不断进行,电力市场以电价为核心,电力市场改革向着政企分开、政监分开、厂网分离、主辅分离的方向逐步深化,售电侧市场正在面向更多更广泛的用户开放,同时,各项关于分布式能源的支撑技术不断完善, 各种电子设备更加智能化、便捷化,都直接或间接促使配网多主体交易机制的产生。

目前,国际上针对区块链的研究仍然处于不断探索阶段,各个开发平台都致力于已有体系和算法的加强和功能的完善,已有的一些文献主要从理论方面对区块链技术及其应用进行阐述。文献[1]探讨了区块链和智能合约的应用,对于提高智能电网的弹性、跨能源应用的安全性等的作用。文献[2]提出了基于智能合约的配电网多主体竞价机制,同时利用以太坊平台,设计了一套可行的配网交易方案。但是以上所有方案,都只是在理论阶段的一些方案阐述,如何将以上方案具体化,实现真正意义上基于区块链技术的配电网多主体交易仍然有待研究。

新一轮电力体制改革的进行推动了双边开放电力市场的发展,新结构下市场成员间的互动行为更加灵活多变,基于区块链技术的以太坊智能合约方案,通过算例和部署在以太坊私有链上的智能合约,将带来更有效的市场机制。

(2)配电网多主体交易机制

在双边开放的电力市场中,传统的集中式调度方法存在信息收集量大、建模精度低、求解难度高问题,同时上报竞价、集中出清的优化方式,放弃了市场成员在一定价格水平下调整报价策略的效益。而在去中心化市场中,成员间通过信息交互完成资源分配,交易过程中大量数据的报送与传输,对系统安全性的要求较高。并且分布式电力市场中信息是不对称的,市场成员策略性的博弈行为易引发信息造假 等问题。现阶段对分布式电源接入的配电网多主体交易机制设计研究比较传统,文献[8]建立了分布式电源投资容量计算模型、接入配网相关效益计算模型、配网层面补贴方法模型。文献[9] 构建了包含配电网运营商、分布式电源运营商、储能运营商和用户的增量市场模型,分析各主体间的市场关系和价格传导机制,基于市场博弈理论,利用纳什均衡解的存在性条件构建增量市场环境下多主体参与的双层优化模型。文献[1]设计了配网交易中的多个不同类型的参与者在区块链中的分工和职责。

文献[15]指出配网多主体交易机制中,电力市场交易主要采取实时交易模式,包括任务发布、市场出清、市场校验、市场结算阶段。配电网多主体交易机制中,应该满足普通用户平等,传统调度中心转化为监管者。监管者的特殊作用是对系统安全负责,对整个市场的交易模式具有选择权。当某一个交易不满足潮流约束时,监管者将驳回交易并给出优化方案。当交易满足安全条件时,监管者不参与交易。除此之外,监管者还具有储蓄池的作用,当系统中已经存一条交易请求,但是无人响应时,监管者不开放市场,并主动满足普通用户需求。当系统中同时存在买卖需求时,监管者开放市场,由市场自主确定交易价格和交易量。配电网多主体交易机制可以兼顾去中心化和集中调控两种运行方式,同时,高度自动化、信息化的电力系统交易方式,也对底层技术提出了更高的要求。

(3)区块链交易过程与特点及智能合约

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