论文部分内容阅读
微电网是一种小型的发电配电系统,主要由分布式新能源、负荷、储能装置和保护装置等组成,旨在实现分布式新能源的高效利用,解决数目庞大、形式多样的分布式新能源并网问题。随着新能源种类不断增多,规模不断扩大,以及新能源生产具有不稳定性和分布式的特点,加之新能源买家和卖家对隐私保护的要求也越来越高。新能源市场急需一种新的新能源定价机制,促进市场中供给侧和需求侧的利益平衡,同时还需要一个数据安全且保护隐私的新能源交易平台,区块链就是一个极好的选择。区块链是随着比特币等数字加密货币逐渐兴起而得以迅速发展的一种全新的计算机技术,具有去中心化、可编程、集体维护、时序数集、安全可信等特点,打破了传统行业在某种程度上的局限性,已经受到了政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的高度重视和广泛关注。信用记录、资产管理、防伪技术、智能交通等诸多领域均有学者研究区块链技术在本领域的应用,本文研究了区块链在微电网新能源交易中的应用场景。区块链有助于解决种类多样、数量庞大的分布式新能源交易的数据交换完整性、可靠性、隐私性等重要问题。在微电网的新能源交易中,区块链能够将信任商品化,让自动化的智能合约可以支持分布式新能源卖家和买家之间预定义了规则的交易,并且让交易信息公开透明可审计且不可篡改。基于区块链的微电网系统还有助于消除新能源交易中的第三方,降低新能源交易成本,促进新能源事业更快更好的发展。本文提出了一种新的新能源定价机制,该定价机制基于当前新能源的供需关系计算新能源的实时最优价格,平衡新能源买家与新能源卖家的收益。在微电网系统中,卖家通过决定出售的新能源数量,在出售新能源获得的收益和自己消耗新能源获得的收益之间进行权衡,买方跟随卖方的行动,提交自己关于新能源单价的出价。相应地,新能源会按新能源买家出价占所有买家出价和的比例分配给新能源买家,而出售新能源获得的总收入按各新能源卖家出售新能源数量占出售新能源的总量的比例分配给新能源卖家。通过分析多领导者(新能源卖家)多追随者(新能源买家)之间斯坦伯格博弈的分层决策方案,研究这种新能源交易机制下新能源买家与卖家的经济效益,证明了新能源买家与卖家之间的博弈存在一个唯一的纳什均衡解,该纳什均衡解使得新能源买家与卖家均可获得最大收益,将该纳什均衡解中买家对新能源的出价定义为新能源的最优价格。本文还将微电网的新能源交易与区块链技术相结合,设计了新能源链,通过智能合约生成实时的新能源最优价格,并结合clique算法避免网络拥堵和不必要的区块链重组。最后,模拟了10个新能源买家和10个新能源卖家的某天用电信息及其生产新能源量信息在新能源链中模拟执行,分析了供需双侧的收益。实验表明:新能源链中提出的新能源定价机制既提高了新能源卖家的总收益又降低了新能源买家的用电成本,让供需双侧同时受益,更高效地利用了新能源。