基于智能合约的邀约式需求响应机制

李 磊，颜 拥，罗扬帆，章天晗，张 智，吕 挺，林振智

（1.国网浙江省电力有限公司，杭州 310007；2.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014；3.浙江大学 电气工程学院，杭州 310027）

0 引言

随着能源转型的推进和产业结构的变革，当前电源侧发电类型众多，新能源发展迅速，电源供给不确定性显著提升；用户侧电网高峰负荷逐年攀升，电力需求季节性、时段性供给紧缺问题日益突出［1］。上述问题导致电力供需不平衡现象频发，电网能量平衡问题尤为严重，直接影响了相关设备的安全，甚至导致电力供应的中断。为实现电网供需平衡，大规模投建储能设备及备用机组不失为一种有效的方法［2］。然而，传统通过刚性投资实现电网供需平衡的方式会不可避免地造成电网投资增加、设备利用率低、运维成本高等一系列问题。此外，源荷交互机制匮乏、用户负荷资源利用程度低等问题仍普遍存在，难以适应国网浙江电力所提“多元融合高弹性电网”建设的相关需求［3］，难以满足能源互联网发展的要求。

随着电网智能化水平的逐步提升，智能电表等智能终端设备以及用户侧电能信息通信设备的普及，DR（用户需求响应）逐渐成为电力市场环境下解决电力供需平衡问题的有效手段［4］。电网公司可通过约定或市场交易等方式与电力大用户或负荷聚合商达成响应共识，降低电网调节成本，在一定程度上使需求侧提供与电源侧对等的调节资源，深度挖掘用户侧潜力［5］。

当前DR方案可视为用户与电网公司的能量交易，电网公司通常采用中心化的需求侧管理举措。在该中心化的管理模式下，电网公司既是DR业务的参与者，又是DR业务的管理者，这样的双重身份难以保障DR合同管理、计量和数据结算的公平透明，在一定程度上降低了用户参与DR 的积极性。此外，中心化的管理模式也存在数据存储不安全、管理成本高、结算复杂、用户隐私泄露等风险。

为应对传统DR业务中存在的痛点与难点，保证DR业务的安全、高效运行，提升用户的基本权益，充分调动用户的积极性，构建基于区块链技术的DR机制不失为有效的方法。区块链技术采用去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠的分布式数据库，从而解决传统中心化模式中的高成本、低效率、信任危机、存储不安全等问题［6］。近年来，区块链技术在能源行业的应用已有众多研究，“区块链+”已经成为能源行业发展的重要方向［7-8］，当前在分布式能源交易［6，9］、碳排放权认证［10］、大用户直购电［11］、电动汽车充放电［12-13］、智能电网数据管理［14］等领域已有广泛研究。在DR应用方面，文献［15］以自动DR业务为例分析了现有区块链技术水平及区块链技术的应用价值；文献［16］构建了基于区块链技术的综合DR资源交易框架；文献［17］提出通过区块链智能合约技术支撑多级DR 管理，保障DR 投标业务的安全性交易；文献［18］构建了基于联盟链的DR 交易框架，将电动汽车作为DR资源参与能源调度和交易。

上述文献包含了众多区块链与能源行业的融合应用，但是如何结合实际DR 相关规范及细则，搭建适用于当前实施规范的“区块链+”DR架构仍有待进一步研究与细化。“区块链+”DR的基本分层架构如图1所示。

图1 “区块链+”DR业务架构

本文围绕浙江省现行的约定DR 业务展开研究，从当前邀约式DR 业务机制与实施流程入手，分析了传统业务开展方式存在的痛点与难点。在图1 所示架构下，引入了区块链技术与智能合约，搭建了基于区块链智能合约的邀约式DR 技术框架，设计了运行机制与相关的智能合约功能函数，以有效应对传统方式存在的难题。并且分析该邀约式DR机制存在的不足，探讨了区块链技术支撑下DR的发展方向，以期为DR业务的发展提供有益借鉴。

1 邀约式DR业务机制及业务痛点

1.1 邀约式DR机制概述

为进一步深化电力需求侧管理，缓解电网运行压力，优化资源配置，完善负荷侧交互机制，我国针对DR 业务制定并实施了一系列政策及标准。当前我国DR交易主要采用电网公司邀约的方式进行。以浙江省邀约式电力需求响应实施方案为例，邀约式DR业务流程包括用户申请、协议签订、响应启动、响应邀约、邀约确认、响应执行、响应结算和有效性评估、响应结果公示、补贴核发等主要环节。

该邀约式DR机制下，用户申请和协议签订环节以年度为周期。符合申请条件的电力用户和负荷聚合商可在每年第一季度向电网公司发送参与DR 业务的申请，申请审核通过后，与电网公司、能监办协议并签订包含用户类型、用户编号、所属区域、协议响应能力（一般为用户最高用电负荷的10%～40%）、运行额定容量、补贴结算金额、违约惩罚金额的年度DR三方协议，并向电网公司缴纳固定金额的年度响应保证金。

每次DR启动时，电网公司根据实际需求发布DR总指标，并通过短信或网上国网平台的方式向协议用户发出响应邀约。用户收到邀约信息后，反馈是否参与本次DR。随后，电网公司根据用户反馈信息统计本次计划参与负荷总量，并与本次DR 总指标对比，依据相关准则为用户分配响应量。参与响应的用户在响应日按照约定的响应时段和DR指标，完成负荷调控。

响应结束后，响应结算和有效性评估以月为单位开展，次月10 日之前，电网公司冻结上个月响应日负荷管理系统中的负荷数据，作为有效性评估的主要依据。若用户响应无效则列入此次响应黑名单，且此次响应无法得到任何补贴。

响应结果公示以季度为周期开展。每季度首月3日前，能监办通过官方网站对响应效果评估和补贴金额进行公示，公示期为一周。用户如对响应数据、有效性判定结果或结算结果有疑议，可在公示期内向能监办提出，电网公司负责对数据进行复核。确有错误的，修订后报送能监办重新审核。

公示结束后，能监办和电网公司分别对最终数据进行归档备案。公示期结束后的10 个工作日内，电网公司根据实际响应电量完成用户补贴金额的结算发放。在次年1月的年度结算时根据用户无效响应次数退还用户提交的年度响应保证金。

1.2 中心化电力需求响应的业务痛点

高弹性电网的发展为传统DR业务提出了一系列要求，传统中心化运行方式及实现机制下也存在诸多痛点与难点。

1）响应采集数据可信度及安全问题。任何通过中心化数据库的数据均有失真的可能。一方面，传统DR的采集数据由电网公司的采集设备采集后上传到数据库，然后提供给交易平台，而电网公司又是DR 市场的相关利益方，参与者可能对DR结果存在争议，电网公司难以自证清白。另一方面，传统中心化模式下电量计量不够透明，数据可信度难以保障。此外，电网公司数据中心故障或异常也会直接导致用户数据的丢失或损坏。

2）DR补贴结算时滞问题。补贴结算需要根据DR结果开展。响应数据读取和有效性计算所需步骤繁多，且当涉及资金结算问题时，需要银行、用户、交易中心、电网公司等多方对账，补贴结算流程复杂，存在工作量大、效率低、成本高等问题，进而影响了用户参与DR业务的积极性。

3）DR业务管理成本问题。传统营销部门处理和管理用户DR耗费的人力、物力成本较高，包括市场主体注册、交易信息发布、市场管理以及价格出清等带来的成本。

4）DR业务监管及信任问题。传统方式下以能监办作为监管部门对DR 业务的开展进行监管，DR 交易市场的行为受到干预，中心化程度较高，导致中心机构和电力响应用户间存在信任问题。此外，用户受营销部门监管，响应量由中心机构直接分配，公开透明程度较低，存在人为干预的风险，难以保证公平性和透明性。

2 基于智能合约的邀约式DR机制

2.1 区块链技术及智能合约

区块链作为互联网信息时代的新兴技术，在本质上可以看作是一个去中心化的分布式账本，该账本能够通过哈希指针和共识机制保证所有的交易信息以链式结构一致地存储在每一个参与节点的数据库中，实现交易信息的去信任、可溯源、不可篡改。此外，区块链技术通过密码学原理，应用非对称加密技术和哈希函数对交易数据和账户信息进行加密，保护用户及交易信息的隐私与安全，同时保证交易结果不可抵赖［19］。通过区块链技术的应用，可以在一定程度上解决前文所述采集数据可信度、隐私保护、匿名性以及用户参与度等问题［20］。

区块链具有公有链、联盟链和私有链3 种类型。从邀约式DR业务出发，考虑到其参与方并不局限于电网公司内部，因此封闭性较强的私有链不适合。此外，结合浙江省对DR 参与用户的限制，且伴随着电网结构和能源形式的演化，区块链协议的变化、智能合约的修订、区块链的回滚和分叉都存在较高的概率，公有链对此没有很好的解决办法。除此之外，公有链中的挖矿机制在中国尚未得到广泛认可，电网公司也尚不具备大规模部署公有链的条件，能够满足公有链需求的用户终端设备普及率也较低。因此，联盟链是最适合当前DR业务的区块链类型，其具备的区块链固有特性能有效解决DR业务中的痛点和难点，其准入门槛及弱中心化的机制也能满足相关应用场景的需求。

智能合约的概念始于1995 年，由法律学者尼克·萨博（Nick Szabo）提出，其定义为“一套以数字形式定义的承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议”。从本质上看，智能合约是以信息化方式传播、验证和执行合同的计算机协议或脚本，其允许可信交易在完全没有第三方参与的情况下开展。智能合约在二十世纪产生时与区块链并无联系，目的是实现传统协议的规范化与数字化。但是，由于二者的互补性，智能合约在区块链2.0时代由以太坊引入。以太坊基于区块链技术首次实现了图灵完备的智能合约，搭建了适用于智能合约编写的以太坊虚拟机，为开发者提供了编写任何形式智能合约的开发平台。

区块链技术为智能合约提供了平台支撑及信任基础，而智能合约为区块链拓展了应用场景［20］。智能合约的引入为用户提供了更加强大的功能支持。结合对当前DR业务痛点和难点的分析，智能合约的引入具有如下优势：传统DR 流程准确性、合理性的保证需要依赖的因素众多，且过程中存在人为干预的可能，而智能合约以代码作为唯一执行标准，执行过程中的准确性、客观性可以得到保证；智能合约在DR 业务中自动触发、执行，在不考虑区块链部署成本的情况下，可有效降低人力成本的损耗；合约内容部署在区块链上，公开透明，不依赖于第三方执行，内容不可篡改，可以有效遏制用户恶意行为；智能合约时效性强，能在任何时刻响应用户的请求。

区块链和智能合约的特点及优势为构建邀约式DR业务机制提供了良好的支撑。因此，本文设计了基于智能合约的邀约式DR机制，搭建了机制运行框架，并根据业务流程提出了智能合约的功能函数，下面将分别详细地进行介绍。

2.2 基于区块链智能合约的邀约式DR 机制实现

2.2.1 基于智能合约的邀约式DR机制框架

为实现基于区块链智能合约的邀约式DR 机制，保证用户侧和电网侧的高效、友好互动，从DR联盟区块链的构成角度出发，对基于区块链智能合约的邀约式DR机制框架进行具体设计，如图2 所示。该框架主要分为DR 机制参与主体、DR智能合约以及区块链主体3部分。

图2 邀约式DR运行机制框架

1）参与主体及联盟区块链节点

邀约式DR 业务参与主体一般由负荷聚合商、大用户、综合能源公司、能监办、电网公司构成，其中负荷聚合商包括电动汽车负荷聚合商、工业用户负荷聚合商、商业楼宇负荷聚合商、居民用户负荷聚合商等众多类型的聚合商。输电线路将聚合商所辖区划内未到达准入门槛（运行容量大于等于315 kVA，响应能力原则上不低于200 kW，且具备完善的负荷管理终端及用户侧开关设备）的负载、电能存储装置、居民用户等小型负荷用户连接起来，通过本地电力网络进行交互，小型负荷用户以聚合商作为权益综合代表与外部电网交互。

该DR业务中，上述各个参与主体均代表了一个组织，每个组织都是该联盟区块链的参与和维护者，均设立并拥有一个共识节点参与共识服务。共识节点掌控着丰富的计算和存储资源，根据该联盟链所采取的共识机制对信息进行共识，并将共识后的区块信息存储于自己所记录的区块链上。值得一提的是，该联盟链中设立了一个DR终端节点，该节点具备负荷侧用户智能电表信息采集、维护、校核、存储等功能。负荷侧用户电表信息通过DR终端设备采集，存储于DR终端节点的服务器中。用户电表编号及对应电量信息按固定周期由DR终端节点发布至P2P（点对点）网络中，经主节点打包，各节点共识后上链存证。

电网公司节点作为邀约式DR 业务的发起方、邀约信息的发布方和负荷确认信息的接收方，在该机制中起到重要衔接作用，是交易的核心成员。此外，其也和其他联盟链节点共同维护区块链。

能监办节点作为DR业务中的第三方节点，对整个业务流程起到监督作用。其针对电网公司节点日前经签名后发布的DR启动建议进行审核，与电网公司节点之间进行P2P 信息传输，审核通过后对DR启动建议进行反馈，用私钥进行签名，并向电网公司节点发出经加密的DR启动决定。除此之外，能监办节点同样也和其他联盟节点共同维护区块链数据信息。

联盟链中若有用户加入或退出，需要联盟节点达成共识，用户的权限受到联盟链约束。而联盟链中的普通用户节点仅可查询区块信息，无法参与共识和造块过程。值得一提的是，虽然联盟链由联盟节点共同维护和管理，但在实际业务中通常需要一个相对固定的主体来审核联盟链成员的身份、管理联盟链主体的权限以及对联盟链进行技术管理。为此，本文综合实际业务开展中各主体的特点，选取电网公司节点作为联盟节点的代表，负责履行上述义务，并受到其他联盟节点的监督。此外，实际业务开展中也可以通过代表选举的方式选出一个代表负责执行上述功能。由于区块链的全程可溯特性，任何行为都会在区块链上被记录，因此，若该代表存在恶意行为，则联盟节点可进行重新选举。

2）DR智能合约

智能合约部分包含了邀约式DR机制所涉及的所有智能合约函数。该智能合约在区块链部署初期由联盟链成员共同编写完成，邀约式DR机制经过智能合约化后形成若干合约函数，然后通过虚拟机认可的编程语言编译、部署上链，存储于某个区块当中［21］。联盟链节点在DR业务流程中通过正确的智能合约地址、名称、函数名以及参数输入等信息调用合约函数，实现DR机制中的某项功能，获取反馈信息，并将调用过程及结果存储于区块链中。然而，随着邀约式DR业务的实施和拓展，部分规则会随着外部政策或交易规则的变化而不断进行迭代更新，导致所涉及的智能合约的内容也需要做出相应的修改与调整。考虑到智能合约一旦部署上链便不可更改的特性，本文为智能合约增加版本号等信息。伴随着业务的开展，若需要修改智能合约的内容以实现升级，则需由联盟链成员达成共识，共同编写新版本的智能合约并部署上链，以代替原版本智能合约，实现相关的业务逻辑的迭代更新，而原版本的智能合约经联盟链成员达成共识后调用合约销毁程序进行销毁处理。值得一提的是，已有研究提出“热替换合约”的概念以简化智能合约的迭代更新流程，但仍处于起步阶段。

本文所涉及的DR智能合约中包含了8个主要的合约函数，分别实现运行机制中的不同功能，将在后文具体介绍。

3）区块链主体部分

该部分是邀约式DR 机制架构中的核心部分，实现了以智能合约为表现形式的逻辑功能以及相关信息数据的存证、溯源等功能。该DR机制的实现，依赖于区块链技术平台的基础建设，机制中的任何信息都将不可篡改、永久地存储于区块链中。

2.2.2 基于智能合约的邀约式DR机制流程

用户在与电网公司、能监办签订年度DR三方协议后才可参与邀约式DR业务。其中，当次邀约式DR业务的流程可分为5个阶段，如图3所示。

图3 邀约式DR机制流程

1）邀约响应阶段

电网公司经同意后，在12：00前向邀约范围内的所有签约用户发出经签名的响应邀约，包含响应时段、协议响应能力、基线平均负荷等信息。并向智能合约账户预存补贴结算代币。

用户接收到经加密的邀约信息后，用电网公司节点公钥验证信息的准确性，并需在响应邀约信息发出后2 h内签名并反馈是否参与本次DR。

2）邀约确认阶段

电网公司根据用户反馈信息及本次DR 总指标，调用智能合约计算响应分配结果，共识后经主节点打包进区块并上链存证。用户可通过全节点查询相关响应分配信息。

3）响应执行阶段

到达约定响应执行时间，用户自行根据协议响应任务调整用电负荷。响应执行期结束后，电网公司调用智能合约读取DR终端节点上链的履约执行期负荷数据及历史数据信息。

4）响应信息校核阶段

全部响应用户数据信息读取完毕后，电网公司节点或用户调用智能合约对所读取的链上数据进行校核。校核无误后，电网公司调用智能合约进行有效响应判定，主节点执行函数，并将判定结果打包进区块。

一个行之有效的方法是“时间比较”。比较过去的我和现在的我，比较另一半曾经的不足和现在的完善。每一次比较，都应该让我们更清晰双方做过的努力，以及弥补过的缺憾。

5）奖惩结算阶段

有效响应判定后，电网公司调用智能合约，根据判定结果及协议情况对用户进行奖惩结算。有效响应用户获得电价补贴，补贴以代币形式发放至用户账户；无效响应用户则被记录于响应黑名单。需要特别指出的是，累计列入黑名单次数大于10次的用户不得参与次年的DR。

2.2.3 邀约式需求响应智能合约

邀约式DR智能合约应符合现行规范或细则中的各项规定，同时应满足电网公司和负荷侧用户的需求。

前文所述运行机制流程分为5个阶段，各阶段共包含6 个实现不同功能的智能合约函数，分别为：响应补贴预存函数、响应量分配函数、响应数据读取函数、响应校核函数、响应有效性判定函数、响应奖惩结算函数。此外，用户参与当次邀约式DR 业务的前提是与电网公司签订年度DR协议并缴纳年度保证金，这一过程还涉及了2个智能合约函数，分别为年度协议签订函数和保证金缴纳函数。下文分别对这8个智能合约函数所实现的功能及对应的输入输出进行介绍。

1）响应补贴预存函数

电网公司节点在得到能监办节点同意后，发布邀约信息，并调用该函数，将DR总指标、协议补贴电价提交至智能合约，并向智能合约所在地址预存数值大于等于DR总量的补贴代币。主节点在确认电网公司支付结果无误后，打包信息进区块。

2）响应量分配函数

负荷侧用户接收到邀约信息后对邀约进行响应，反馈是否参与本次DR。电网公司节点收到反馈信息后调用该函数，将用户身份信息、年度协议响应数据、本次响应情况、本次DR总指标提交至智能合约。该函数计算本次计划参与负荷总量并与DR总指标对比，生成响应用户的响应量分配结果：

式中：Qi代表用户i当次参与DR的响应指标；Qir为用户i在年度协议中签订的响应量；Qsum代表本次DR 总指标；为当次计划参与DR的负荷总量，ki代表用户i此次响应的应答情况，为0/1 变量。若计划参与负荷总量大于或等于DR总指标，则用户的DR指标按其协议响应能力进行比例分配；若计划参与负荷总量小于DR 总指标，则用户的DR指标为其协议响应能力，剩余供需缺口考虑通过有序用电等方式实现平衡。

主节点执行函数并将响应量分配结果打包进区块。

3）响应数据读取函数

DR 执行期结束后，电网公司节点调用该函数，智能合约依据用户的编号等身份特征信息，读取由DR终端节点存证上链的响应用户在响应执行期的电表电量数据信息及响应用户的历史参考日电量数据，经用户和电网公司节点双重签名后上链存证。其中，DR 终端表计集成了区块链网关，通过通信装置将数据信息发送到区块链服务器上进行存储。

4）响应校核函数

完成全部数据信息读取后，进入响应信息校核阶段。用户或电网公司节点调用校核函数，核验响应用户数据信息与用户身份信息的对应关系及响应数据的完整性。

5）响应有效性判定函数

电网公司节点调用该函数，智能合约依据用户编号读取链上对应的履约执行期响应用户的负荷数据、用户历史参考日负荷数据、用户分配响应负荷量等信息，计算各响应用户历史参考日基线、响应时段平均负荷等信息，依据下述准则判断应邀参与响应用户DR的有效性。在实施削峰响应时，用户实际响应电量可表示为：

式中：Qi，P为用户i参与削峰响应时m个时段的总响应电量；Pi，j，0和Pi，j分别为用户i在时段j的基线负荷和实际负荷；Ti，j表示时段j的累计时长。当响应时段内用户的实际最大负荷小于基线最大负荷且响应电量超过自身响应指标50%时，认定用户作出有效响应，响应电量按照130%响应指标封顶计算。在实施填谷响应时，用户实际响应电量可表示为：

式中：Qi，V为用户i参与填谷响应时m个时段的总响应电量，且要求用户最小负荷大于基线最小负荷，总响应电量按130%响应指标封顶计算。

6）响应奖惩结算函数

电网公司节点在校核后调用该函数对响应用户进行奖惩结算。奖惩结算函数依据响应有效性进行分类处理，无效响应用户在响应黑名单列表中记录一次，年终时整体进行结算，黑名单中计次数目越多，扣除的年度保证金越多。有效响应用户根据响应量及年度协议补贴电价计算补贴金额：

式中：Mi为本次有效响应用户i所得补贴总额；p为补贴单价，其中，削峰响应补贴单价为2.0元/kWh，填谷响应补贴单价为1.2元/kWh；Tj为第j个响应时段累计时长；m为DR的时段数量。随后，由智能合约直接从电网公司预存于区块链上的补贴总额中拨往响应用户账户，结算结束后，结余的预存代币退回电网公司节点账户。

7）年度协议签订函数

在该邀约式DR业务中，用户申请和协议签订环节以年度为周期。符合申请条件的需求侧用户可在每年第一季度内调用年度协议签订函数，向电网公司和能监办发起参与DR业务的申请。

用户向该函数输入用户类型、用户编号、所属区域、协议响应能力（一般为用户最高用电负荷的10%～40%）、运行额定容量、补贴结算金额、违约惩罚金额等信息。随后，该函数审核用户资质条件，并收集用户、电网公司和能监办的签名。收集齐三方签名后，该年度DR三方协议生效，上链存证。

8）保证金缴纳函数

用户在签订协议后调用该函数，向智能合约所在地址预存数值等于协议约定保证金金额的代币。主节点在确认用户支付结果无误后，打包信息进区块，并为用户打上标签。只有签订年度协议并正确缴纳保证金的用户才能参与邀约式DR业务。

3 基于区块链的电力DR业务总结与展望

3.1 取得的成效

本文围绕浙江省现行的约定DR 业务展开研究，设计了基于弱中心化的联盟区块链和智能合约技术的邀约式DR机制，构造了6个智能合约函数，协助响应机制的安全、高效运作。由于区块链技术具有去中心、去信任、不可篡改、可回溯、智能化等特点，能够解决传统中心化DR业务的痛点，具体表现为以下几个方面：

1）实现DR交易数据可信管理和存证。区块链分布式账本和共识机制为DR合同管理和响应计量数据存证提供了去中心化的解决方案。通过区块链与物联网的融合，在DR 终端增加区块链网关，将用户响应数据通过区块链广播的方式提供给电网公司和需求侧用户等相关方；用户或监管机构可作为区块链节点参与信息管理，与电网公司共同维护DR业务数据安全，从根本上解决DR数据采集和传输过程中的信任问题，提高电网公司与需求侧用户间的互动水平以及用户DR参与感。

2）提升DR有效性判定与补贴清结算效率。通过事先部署于区块链上且获得DR利益相关方共同认可的智能合约，自动完成DR有效性判定和补贴清结算。可简化DR业务流程，实现补贴资金自动划转，缩短电力用户获取DR补贴的时间，提高用户参与DR业务的积极性。

3）降低DR业务管理成本。智能合约在DR 业务中自动触发、执行。在不考虑区块链部署成本的情况下，可有效降低人力成本的损耗，且账本信息由所有链上节点共同维护，有效降低组织方等中心化机构因独立维护数据中心所带来的高昂成本。

4）完善DR 市场监管体系，提高业务可信水平。区块链具有的数据不可篡改、可追溯特点能够为DR市场监管提供必要的数据保障；监管部门可作为区块链节点参与共识记账获取所需数据，不必向电网公司索要内部系统数据权限，减少对电力市场的不必要干预，提高电力用户对DR及电力市场交易的认可度。此外，区块链借助哈希加密、非对称加密、同态加密等加密算法，能够实现一定程度的匿名性，可对重要数据进行加密，以保障用户的信息安全，避免人为因素导致隐私数据泄露。用户通过自身身份信息可在链上查询与自身相关的响应指标分配结果、响应数据校核结果、补贴结算结果等业务数据信息，提高其对整个体系的信任度。

3.2 存在问题

综上所述，区块链技术及智能合约的引入，可以有效解决传统业务流程及运作机制中存在的痛点与难点，能够更好地适应高弹性电网的发展建设，有效提升电网和用户的友好互动水平，在提升用户效益的同时也能降低电网削峰填谷成本。尽管如此，邀约式DR机制及区块链智能合约技术的落地应用仍存在一些值得注意的问题。

1）年度合同时间跨度过长。在当前浙江省DR业务规范下，邀约式DR需要用户和电网公司间签订年度合同，时间跨度较长。年度协议存在很多的不确定性因素，会打击用户参与响应的积极性。且年度合同存在一定的约束，用户无法在每次响应时报量报价，缺乏灵活性。

2）小用户无法直接参与。该机制下，未达到准入门槛值的小用户无法直接参与DR业务，通过负荷聚合商接入会在一定程度上限制小用户的自主能力。此外，负荷聚合商与用户间的互动模式也缺乏规范，很有可能间接损害了小用户的权益。

3）负荷侧用户间缺乏互动。当前机制主要为电网公司的一对多模式，用户间缺乏对话，区块链技术的去中心化/弱中心化优势无法得到充分发挥。

4）DR 实时程度低。邀约式DR 机制下，受当前相关条例约束，DR 执行时间和邀约信息发布、确认时间存在跨日问题，实时程度较低。电力波动瞬息万变，较长的时延有可能导致响应意义的丧失。

5）区块链的出块速度有待提升。以比特币和以太坊为代表的区块链技术出块速度较低，无法满足大规模交易场景的实际落地应用，难以适应电力系统中对实时性要求较高的场景，如实时DR交易。当前已有研究开发了具有较高吞吐量的区块链技术，但实际落地应用仍在尝试中。

6）智能合约存在漏洞风险。智能合约技术的应用能够极大提升业务的可拓展性，提高业务的智能化水平。然而，智能合约一旦上链部署便不可更改，若存在漏洞或逻辑错误会影响交易的安全进行，且通常需花费较大的时间和经济成本对其进行弥补。

3.3 发展方向

结合上述存在的问题及未来DR业务的发展趋势与需求，提出以下对基于区块链和智能合约的DR机制的展望：在区块链及智能合约技术实际落地应用方面，将开发具有更高吞吐量的区块链技术以满足更大规模交易的要求；合约部署上链前将进行充分测试以避免漏洞的出现；进一步研发更高效的智能合约迭代修补方案。在DR业务转型升级方面，未来将充分发挥区块链的去中心化/弱中心化性质，在DR业务中融入用户自主多边交易业务，用户能够在接受响应后通过买卖电量的方式充分协调自身响应效果和用电体验间的平衡。DR业务合同周期将显著缩短，响应结算周期逐步向每周或每日转变，以充分调动用户积极性，提升用户参与度。DR业务时效性将大幅度提升，邀约信息发布与确认时间将提前到响应前半天乃至前半小时，以保障响应的有效性与意义，提升DR业务给电网带来的效益。

此外，依据区块链技术的不可篡改、公开、透明等优势，竞价式DR业务也将成为未来DR发展的主流方向。用户在竞价式DR机制下能够自主报量报价，以充分发挥市场的作用，提升电网的弹性。考虑到电网无法完全去中心化的特性以及公有链吞吐量低、处理速度慢等问题的影响，当前DR业务的设计与实施基本建立在联盟链的基础之上。未来伴随着区块链技术的改进以及去中心化模式认可度的提高，公有链也存在逐步普及的可能，小用户也将在公有链下直接参与DR业务。

4 结语

为适应浙江省“多元融合的高弹性电网”建设需求，充分发挥用户侧可调节资源，协助解决电力供需平衡问题，本文简要介绍了现行的邀约式DR 业务机制，并剖析了业务中存在的痛点与难点。接着，引入区块链技术及智能合约解决当前业务中存在的问题，构建了基于智能合约的邀约式DR机制运行框架，并设计了实现业务流程功能的智能合约函数。区块链技术及智能合约保证了邀约式DR机制运行的安全、透明，加强了多方信任，提高了结算效率，调动了用户侧的积极性。最后，针对现行规范下该机制仍存在的不足及区块链技术在未来DR 领域中的发展空间进行了展望，以期为浙江省DR业务机制设计提供参考。