区块链环境下考虑可再生能源消纳的分布式资源交易方法研究

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分布式资源具有经济性好、运行灵活、能效高等优点使其参与电网互动可以丰富电网调度手段,但其出力的不确定性及个体趋利属性难以精准控制。另外,针对分布式资源中的可再生能源消纳问题,需要对配额责任主体的实际消纳量进行重新量化计算考核,从配额责任主体的真实用电属性出发,深层次刨析其实际消纳量,为促进可再生能源消纳提供更加合理的依据和考核方法,鼓励可再生能源消纳向良性的方向发展。在此背景下,研究考虑可再生能源消纳的分布式资源交易方式,并在区块链环境下对市场主体进行信用管理,可以为分布式资源进一步参与电力市场交易之后的健康、稳步发展提供新的思路和研究方向。本文开展考虑可再生能源消纳的分布式资源交易方法,借助区块链技术在保证交易公开透明的前提下实现整个流程的链上执行。首先针对分布式资源在参与电力交易时可能存在的失信行为,提出了基于区块链的分布式资源信用管理方法,设计了双边交易模式和集中交易模式的智能合约;然后分析了分布式资源交易对网络线路潮流以及网损的影响,设计了考虑隐私保护和网络潮流影响的分布式优化算法,在区块链链上进行分布式的求解;最后从配额责任主体真实用电属性的角度出发,刨析电力用户的实际消纳量,设计基于区块链的可再生额能源电力追踪平台,为记录和追溯可再生能源消纳情况提供数据支撑。本文的主要研究工作如下:(1)构建了区块链环境下分布式资源信用管理的整体框架,根据分布式资源实际出力与约定出力之间的偏差,设计了包括认缴性能指标、调度时间可靠性及调度容量可靠性等指标在内的分布式资源信用评估体系,提出了市场参与主体的信用值计算方法,使得高信用的分布式资源供应方可以获得更高的收益,从而引导其更加严格按照中标电量出力,达到维持市场秩序的目的。最后编写相应的智能合约,部署在以太坊的测试网络Rinkeby中,在真实的区块链环境中对合约内容进行测试。(2)提出了区块链环境下考虑市场参与主体隐私保护以及网络潮流影响的分布式优化算法。提出了节点对潮流影响指标用以反映网络中不同交易对的电量交换对线路潮流的正向/负向影响,以此构建考虑线路容量占用费以及网损的社会福利最大化模型,通过对偶分解的原理将原问题拆分成各市场参与主体可自行求解的子问题进行分布式求解以对市场主体的隐私数据进行保护。通过算例,验证了所提的节点对潮流影响指标可以更好的引导那些能减轻网络线路潮流压力的交易对之间进行电量的交易,并与集中式的算法进行比较,验证了所提分布式算法的有效性,最后通过区块链技术实现市场主体的隐私保护。(3)提出了区块链环境下基于潮流追踪的可再生能源消纳考核方法:提出了配额考核指标以及可再生能源电力追踪方法,借助区块链技术搭建了可再生能源电力追踪平台,并编写智能合约实现可再生能源申报、消费、追踪、消纳考核的全过程。算例表明,在配电网范围内,可再生能源电力追踪的方式从配额制的本质出发,可以简化配额考核的流程,有效降低了交易所消耗的gas值,能够促进配额制由初期到成熟阶段的过渡。
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