基于区块链的分布式能源电力市场化交易方法研究

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当前分布式能源对电网持续地渗透已经不断在为能源互联网的进一步发展完善前置条件。为了让分布式发电能够逐渐全面参与电力交易,国家已对分布式能源交易试点提供了最新政策指导。目前的能源交易已经开始尝试结合区域电网、分布式发电、新兴技术等,但仍然存在诸多不足之处:如未考虑“过网费向负荷侧收取”的政策要求对交易市场中购售双方带来的利益平衡问题;着重于交易模式、策略却忽视交易与安全调度的匹配;缺少对传统交易中心集中式数据库管理带来的各参与主体之间、主体与交易中心之间信任问题的解决方案等。针对上述不足,本文从市场供需失衡形势细化、自动撮合交易中过网费核准、交易与安全调度的匹配三个角度出发建立分布式能源电力市场化自动撮合交易模型,设计了配售能源交易机制的智能合约,并将其部署于以太坊私有区块链实测。本文主要工作、以及设计与技术上的改进如下:(1)提出了一种分布式能源交易市场短时供需失衡的划分方法,用数学方法表示了四种供需失衡关系。这是对传统供需失衡关系的扩展,改进了划分方式,使其适用于具有浮动自动撮合间隔特点的分布式能源交易市场。对购售双方利益平衡进行算例测试分析,结果表明所提的划分方法能较为细致体现出交易市场中不同供需失衡形势下的买卖方利益的变化情况。(2)提出了一种含过网费与交易量双核准的分布式能源限价交易自动撮合模型。所提模型主要针对以传统连续双向拍卖交易机制为基石的限价交易自动撮合模型进行改进。引入了过网费核准,以“特定数量已存订单触发撮合”来代替传统连续双向拍卖交易机制下的“最高买价大于最低卖价触发撮合”;考虑了交易与调度的匹配,通过对市场优势方的出价量与能源网安全调度约束进行实时信息流反馈校核,在自动撮合匹配过程中,不断修正,最后得到的优势方单次撮合间隔内的限制可交易量。该限制可交易量既符合能源网的安全调度,也满足了市场利益平衡要求。仿真实验结果表明,所提模型能较好体现政策鼓励的就近交易原则,并且最大地平衡了各类市场供需失衡形势下购售双方的限价利益诉求。(3)设计了配售能源交易机制的智能合约,并将其部署于以太坊私有链,用ether.js等接口将以太坊私有链与客户端数据库进行联动,实现了在前端对分布式电力交易过程的可视化。
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