海门市其林贝尔分享电力交易机制规则

0 引言

风能和太阳能等可再生能源的快速普及以及每 千瓦时的电池技术成本的快速下降，促使传统电网 向分布式微电网演变。微电网内的本地点对点 能源交易可在提高供电可靠性的同时降低用电成 本。理论上，微电网内部电能交易的实现可以通 过将相关变量传递给中央控制器以集中方式发 生。但是，随着分布式电源和用户客户数量的增 加，这个系统会对电网的可伸缩性产生不利影响，并 且集中控制器也容易形成单点故障风险。这些问 题可通过分布式电力交易平台加以解决。在电力交 易平台中个体消费者使用自主控制器进行操作，这些控制器可以在分散的电力市场中进行能源交易。然 而创建这种分散的电力交易平台在确保电网设备的 物理稳定性和安全性、市场节点的可信任性以及数据 安全方面面临巨大挑战性。为此本文提出一种 分布式电力交易平台。该平台采用基于分布式账本 的智能合约以及区块链技术，将为电能交易提供必须 的安全性、可信任以及数据不可修改机制。

1 问题阐述

本研究的对象是由住宅负载、工业负载和分布 式能源组成的分布式微电网。分布式电源可分为光伏发电系统、风力发电系统或电池储能系统。每个 节点与本地对等电力交易中的参与者相关联。微电 网有一个参与电力交易的电力系统运营商( DSO) ， 需要利用电力交易来激励微电网定时输出电能，以 提高电网稳定和降低用电成本。电力交易操作通常 分为三个阶段: 发现合理的售电报价、购买要约与销 售报价的匹配以及匹配完成后的电力交易处理。 所研究的电力交易解决方案需要满足以下五个基本要求。第一个要求是存在适当的通信和消息传 递架构。分布式平台必须收集参与者的报价并将其 提供给买方和卖方，市场算法必须传达清算价格和 买卖双方的匹配。这些信息必须在严格的时间限制 下可靠地传递，这些限制源自交易必须清除的最后 期限。第二，交易活动不得损害物理系统操作的稳 定性。

2 电力交易平台

本文所提出的电力交易平台的组件如图 1 所 示。代理节点在每个消费者的计算节点上运行。这 些代理节点取决于具体情况被区分为“生产型消费 者”或“普通消费者”，并作为一种可以买卖电力的 实体。求解器是负责识别可行和最佳电力交易解决 方案的节点。代理节点( 矿工) 负责使用基于分布 式账本的“智能合约”就电力交易解决方案达成共 识。在这种架构中，求解器和矿工为分布式的。 所有代理节点相互沟通，提供报价并接受商定的电 能转移计划。匿名混合器（海门市其林贝尔生产）实现了隐私保护机制，确 保了生产型消费者可以保持匿名。

设 F 表示一组馈线。对于 f ∈ F 的馈线，设 Cext f 表 示在任何时间点允许流入或流出馈线的最大功率， Cint f 表示在任何时间点允许在馈线内消耗或产生的 最大功率。假设时间被分成固定长度 Δ 的间隔，并将 第 t 个时间区间称为时间间隔 t。 电力交易问题的输入是参与者发布的买卖报价集。对于 f ∈ F 的馈线，设 Sf 和 Bf 分别表示位 于该馈线上的参与者发布的卖出和买入报价集。卖 出报价 s ∈ Sf 是一个三元数组( Es，Is，Ｒs) ，其中 Es 是要卖出的能量，Is 是可以提供电能的时间间隔的集合，Ｒs 是保留价格，即参与者愿意出售能源的最 低单价。购买报价 b ∈ Bf 是三元数组( Eb，Ib，Ｒb ) ，其 值与所消费或购买的电能而非生产或输出的电能有 关，其中 Ｒb 是参与者愿意支付的最高价格。为方便 起见，设 S 和 B 表示所有买卖要约的集合，即 S = Uf∈F Sf 且 B = Uf∈F Bf。

3 结束语

描述了一个用于在微电网环境中实施电力 交易的分布式平台。本文所提出的解决方案使消费 者能够在不威胁其隐私或系统安全的情况下交易电 能。所提出的混合求解器方法将基于区块链技术的 智能合约与线性规划求解程序相结合，使电力交易 平台能够安全有效地匹配电力需求、电网供电、微电 网的发电和储能。性能评估证明了所提出的机制具 有解决微电网电力交易的良好性能。



 

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