基于区块链的共享分布式储能交易模式研究

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分布式储能作为能源互联网中的关键设备,除了参与系统运行调控外,还可借助峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制,提升储能的经济收益。近年来,随着部分地区配电网可靠性的提高,储能提供应急备用而被调用的概率很低,且不同储能主体的用电行为具有一定的时间差异性与互补性,储能资产闲置和投资利用率低等问题较为严重。为此,本文利用区块链技术,针对分布式储能共享交易模式进行了研究。首先,针对集中式共享储能平台高运维成本、运营过程不透明等弊端,从区块链技术的角度,研究了分布式储能点对点共享场景下的区块链建模问题。在对区块链相关技术进行深入研究与分析的基础上,结合分布式储能共享场景与区块链技术进行了契合度分析,进而提出利用联盟链作为分布式储能点对点共享模式的底层技术支撑。然后,提出全节点与轻节点两类节点概念,对联盟链中的节点构成与权限进行了重新定义,并提出采用授权证明机制(Proof of Authority,PoA)作为联盟链的共识机制。最后,在实验室环境下利用以太坊平台对联盟链进行实现,通过转账、挖矿、智能合约的部署与调用等操作对联盟链的基本功能进行仿真测试,验证了本文所提出并构建的分布式储能共享联盟链的可用性与优越性。其次,针对集中式共享储能模式对电网已有储能资源利用率不高,现有文献将储能共享协议编写成智能合约造成的高昂的人力成本以及给区块链系统带来巨大存储负担等问题,提出一种基于以太坊智能合约的分布式储能点对点共享双层交易模式。首先,针对所提储能共享模式的相关基础概念进行了细致阐述,分析了以太坊与智能合约的特性,提出在区块链网络中将储能与合约对应,结合储能充放电特性构建分布式储能合约模型,并编写了储能合约。然后提出一种基于储能控制权的双层交易模式,在智能合约的支持下,控制权交易层完成储能控制权的转移之后,承租方才能在指令层对储能进行远程的充、放电操作。将上述合约在以太坊虚拟机中进行仿真测试,测试通过后将合约部署到第2章构建的分布式储能共享联盟链中,并通过一个共享案例模拟了分布式储能点对点共享流程,验证了所提共享模式的可行性与优越性。最后,将第2、3章设计并实现的分布式储能共享联盟链以及相关智能合约进行封装,开发了共享储能去中心化应用。参与到储能共享模式的用户通过访问该去中心化应用即可在去中心化条件下完成储能控制权的转移并对储能设备执行远程的充、放电操作。该应用具有便捷、友好的人机交互页面,避免了用户直接与区块链交互时的繁琐操作,具有一定的应用价值。
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