区块链技术在能源微电网中的应用探索

程冬玲 申晨 庞灵

摘 要：区块链具备可靠性、加密性、不可篡改性和可追溯性的特征，能有效地解决目前我国在微电网上存在的数据孤立和分布不均衡以及能源浪费等诸多问题，同时二者在交易上又都具有去中心化、安全透明化和智能化的特征，为两者的结合提供了基础。通过将区块链自身的特质与微电网的技术相融合的探索，说明了区块链在电流交易中的优势和可行性。

关键词：区块链;微电网;P2P;电流交易

中圖分类号：F27 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.28.025

0 引言

传统电力市场交易主要指电能交易、发电权交易、辅助服务交易等几个方面。目前这几个方面都是孤立存在的，由于智能化结合的相对滞后，新能源的开发和微电网的使用等还缺少技术上的支撑。微电网的应用可使整体的电网在灾害发生或故障出现时及时断开并接入新的电源，保证整体的供电系统趋于稳定从而实现电能的灵活调配。微电网的内部交易体制还存在着许多问题比如交易的方式比较单一，电价不透明，结账时间不及时，这就为微电网的推行设置了很多障碍。区块链实质上就是一种虚拟货币的数据库，目前区块链的技术和应用都已经比较成熟了，将其优势运用到微电网中必将给其带来颠覆性的变革，就能很好的解决电流交易中存在的诸多顾虑，其优势就是通过购电的去中心化、透明化、不可溯源化、可靠性等特征保证了微电网的正常推行，进而实现“能源互联网”的适当匹配，满足能源交易与需求量的实时要求。

1 区块链技术

区块链起源于比特币，其实质就是一个一个的节点，每个节点上都记录着信息资源，而这些区块之间又是通过随机散列的方式进行链接的，通过在每个区块上增加时间戳来实现前后两个区块的链接，随着信息量的不断加大就形成了越来越多的区块链。区块链技术就是把这些区块进行有序的链接形成数据结构链，正是通过把区块链自身具备的去中心化、数据不可篡改性、隐秘性等特征应用于各项生产生活中，实现了无第三方干扰的，通过分布式节点之间的信任完成点对点的之间交易过程，如图1所示。

2 区块链与微电网交易可融性的理论分析

微电网系统由于开发使用的时间不同及其运行过程的相对独立性，在采集、监测、生产、调度等管理系统上存在着差异，因此运用区块链技术实质上是 “互联网+”电网方式的一种拓展，在电能交易上优势尤为突出。首先在电力交易过程中强调的公平性包括价格、供求双方的情况以及电能质量等方面，而区块链自身的不可篡改性就可保证程序在执行过程中严格按照数据的测算进行，不夹杂人为因素。其次是私密化，因在交易过程中实行了加密的存储方式，每名用户都可通过自己的区块在微电网中寻求交易对象，选择适合自己的价格和模式，整个过程都是点与点之间交易没有任何中间环节，而且均是在匿名情况下进行，保证了交易整个过程的隐秘性。最后就是去中心化的特征，微电网的交易可以有多个分布式的主体来共同完成，不必局限于某个单一的中心机构，各主体之间以平等的形式进行交易，比如对新能源的利用上，对新能源的用户可以给予一定的鼓励和奖励，区块链的应用就可实现这一目的，见表1。

3 技术应用

区块链起源于比特币，所以也可将电流交易虚拟为一种资产，并将其发布在区块链上。用户可自行在电能源的区块链上进行电能源的交易，这时虚拟的加密货币可作为电能源交易的行为，进行等价值的交易转换。交易行为主要包括买家行为、卖家行为、交易量和单价等信息，通过随机散列式的算法并添加时间戳的方式形成区块的链接，在交易过程中每名用户都拥有签名算法所给予的私钥的功能，这就可保证交易的诚信度，而对有违约现象的一方要有记录并在其账户降低其信用级别。同时利用区块链的分布式账本的技术在电能源交易的过程中将所有交易的数据分发给所有的参与者，这样就避免了交易被篡改的可能性，分布式交易的方式就是在确保可行后才进入智能合约阶段来完成支付清算的过程，区块链的用户端可使用私钥随时进行查看，当然查询的权限也因用户端被授予的权限的不同而存在着差异，这就满足了微电网的私密性的要求。

区块链在智能电网的电力调度上由于自身具备的不可追溯性和不可篡改性的特征，就可为电力调度提供可靠精准的数据信息，微电网的供应主要采用分布式的光伏、风能等电源，其稳定性存在一定的问题，受外界的干扰比较大，在调度电能源的过程中就必须充分考虑以往的数据信息，将相对稳定的电能输送给那些需求条件高的用户，当然也要考虑公平的原则。同时区块链的技术对于那些使用清洁能源的用户也可实现鼓励的办法，比如提供加密货币的奖励机制，提供用户之间交易的平台或为用户购电时提供优先权等多种方式，如图2所示。

4 总结

微电网是电力企业改革中最重要的部分，解决了各个电网由分散向集中联网的发展，从而提高了供电的稳定性。微电网的交易方式目前还处于摸索阶段，而区块链技术在金融方面的发展已经取得了很大的成果，同时区块链自身的特性也非常符合微电网发展中的需求，两者之间有很多共同之处。本文提出了区块链在微电网中的架构和技术的应用，以及通过区块链分布账本的特性在电力市场中的应用，其中文中指出通过对购电、输电以及支付清算的设计来实现区块链在微电网中智能化的管理，使电网在交易市场和调配市场这两方面更趋于合理化。在微电网交易过程中加入区块链的技术，使其能真正的在电网交易市场中发挥金融服务性的功能，未来区块链技术的应用也必将会在整个能源互联网中发挥更大的作用。

参考文献

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