基于区块链的共享储能应用及交易模式探讨

闫 铮

（河北农业大学海洋学院）

中国的可再生能源水力发电事业迅速发展，装机建设规模与水力发电量稳步增长。但是受系统调峰能力、市场机制等诸多原因的影响，新能源发展存在能量消纳困难、对电能贡献小以及发电调度灵活性差、价格波动性强等问题，弃风弃光已成为能源行业亟待解决的问题。提高新能源利用水平的关键是解决好消纳问题，而储能是电网能源消纳链条上的关键一环。该环节既影响发电又影响输、变、配，牵一发而动全身。这不仅是技术问题，还是涉及多运营板块的综合性设计和管控。区块链是近年来新兴的一个专业术语，每一个区块都是一个单元，单元内部可进行信息的存储，它记载着特定时间内各区块的连接信息。经过随机散列的连接，各区块链接到了一起，当各区块间交流的信息逐渐增大后，区块间继续连接就形成了区块链。从技术层面来理解，区块链所运用的学科包括计算机学、密码学、数学等。从应用角度理解区块链，区块链是一个巨大的数据库，有可追溯、开放等特点。近年来出现了诸如“区块链+共享储能”的智慧能源解决方案，能够减少企业弃风弃光，推动清洁能量转化，提高企业经济效益，从而形成了共享储能的新型产业。青海绿电集团等企业率先在共享储能领域引入区块链技术并进行了实践探索。

1 基于区块链的共享储能应用

1.1 “区块链+三端”共享储能缓解多方矛盾利益

区块链技术应用于共享储能可以完美解决“三端”的矛盾：首先是源端共享储能。整合电源二侧储能站，为新能源发电机进行弃风弃光电量的储备和释放，以有效解决清洁电力高峰时期的电力电量消纳问题，实现源端储能于厂。其次是网端侧共享储能。储能电站的商业化运作，必须实时记录备案全生命周期内的大量数据信息，包括设计方案、技术状况等，特别是在电厂系统设计技术指标、厂商保证、统计溯源等方面，在传统模式下数据记录存在诸多问题。充分发挥了电网的既有资源，并通过“三站合一”工程建设，在变压器内设有可提供储能接入功能的标准电源插座，整合中小微储能企业的移动式储能资源——车载储能装置，吸收弃风弃光电量及其他富余电量，并根据电网及负荷侧需求放电，响应国网三站合一建设要求，实现灵活移动的共享储能在网端储能于站。最后是荷端侧共享储能。将灵活移动共享储能的范围不断扩大至负载侧，采用电动车辆或智慧楼宇等储能设备，在新动能高发时间储存能量，并对电动汽车进行补充，再在其他时间释放能量，实现荷端储能于民。总之，通过在储量电站项目管理系统中融入区块链信息技术，即在储量电站项目的设施管理、经营和维修等多个环节中，建立一个受监管的、广泛分布的储量电站项目大数据登记网络，将有助于缓解多方的贸易矛盾利益冲突、清结算系统工作规范复杂性等现实社会问题。

1.2 区块链+共享储能构建能源互联网生态圈

通过区块链技术对联系储能行业上下游产业链带来很大的益处，具体表现在两个方面：一是聚合产业上下游优势资源。比如对众多民营企业而言，平台模式技术创新，为青海绿电公司等众多企业提供了强大动力，使其不仅完成了电厂的远程自动监测运维，还产生除了共同运维、电厂代维以及备件联储等众多新型业态，时间了抢修队伍与备件供应的就近调度。不仅如此，如今网络平台上还可实现“抢单式”业务，得益于各种操作功能的完善，这也体现了“优胜劣汰”的良性竞争优势，极大促进了生产商、供应商和服务商的整个产业链转型升级。二是形成共享储能创新的商业模式。例如，2021年4月，全球首个共享储量科技企业市场化交易过程在青海省实现，由三家新能源公司通力合作实现。这是国内外第一个由储能电站和集聚式光伏技术电厂进行的调峰辅助市场化交易过程，而且也是储能技术在实现清洁电能消纳领域技术方面的第一次大规模运用。作为处理好消纳问题的关键一环，储能电厂具备电网系统均衡输送、调频调峰及减少电能波动性等诸多优点。据悉，在本次共同存储能交易过程中，鲁能多能互补储能电厂由之前的自建自用电厂转变为了供电侧存储能电厂，并引入了国家电网调峰调度系统，由供电侧统一调控。其转变实现了精准的充放电调控，让其在电力系统中具有更加“柔性”的调控力量。这种新型交易方式提高了储能电站的自身效率，同时实现了新动能的最优化消纳，使储能资源得以被更多新能源公司共享，而且市场化经济收益率的共享，达到了各方共赢的良好效果。此次共享储能交易方式是储能辅助调峰交易市场构建的一次飞跃，必将在电力商品交易市场中形成强大推力，助推新品种、新亮点、新动力的发育速度。区块链技术本身具有推动贸易、维护信誉、“撮合”各方交易等优点，基于此，国网青海省电力公司提出利用区块链技术可追踪的特点，建立一个基于区块链技术的新平台，以融通电能调度系统，构建能量交换可信平台，缔结智慧合约，使得参加交换的能量流得到更有效地监管，形成一个全新的可追溯的能量发、存、配、用系统，以实现能量共享储能的快速交换、清分核算。

1.3 区块链+共享储能的潜力

目前区块链技术还拓展到了以下三个方面：一是区块链技术进行储能记账。区块链不仅帮助减少贸易生产成本，还发挥了储能记账的功效，能在整个电力交易过程中的分布式网络结构和电力贸易单位中建立分类账目，如帮助记录发电侧与输配电网络运营商，还能对每个电池的电力贡献度和健康状况的原点进行溯源。二是改善储能电网信息安全。使用区块链信息技术建立的多系统信息交换平台形成了一个优化系统，该系统可实现完整监测与管理，从而实现有关信息在储能电网内的资源共享，有利于提升储能电网的信息安全、便捷度和准确度。三是促进储能资源优化配置。在“区块链+共享储能”技术的加持下，供需关联互动以及“发-储-配-用”精确调度、安全校核和信息自由交换，都可得到完整实现，为储能资源在全球范围内的优化分配提供了强大的技术支撑。

2 基于区块链的共享储能交易模式

共享储能的服务对象涉及供需两个层面，构建新能源发电企业或用户与独立储能企业之间适宜的交易机制是共享储能商业化发展的关键所在。共享储能的交易特征是“1对N”，在传统交易模式下各种问题凸显，如清结算规则复杂、多边交易矛盾冲突等。2018年上海交通大学刘宗林提出了“基于区块链的共享分布式储能交易模式”，2021年罗博航、沈翔宇提出了“基于区块链的共享储能联合市场竞价模型与交易机制”，裴佑等提出了“基于区块链的共享储能联合调频分散交易机制设计”。

实践方面，2019 年，国网青海电力公司首次在发电辅助交易市场中引入了以独立主体形式存在的储能电站，同时创立了双边协议、双边竞标和单边调用三种市场化交易模型。这三种贸易业务模式都得到了我国再生能源局西北地区监管局的认可，并通过《青海电能辅佐业务交易市场运作规范》，为储能公司参加辅助业务市场贸易奠定了基础。共享储能技术步入交易市场之后，不可避免地出现了交易频繁、主体多样、信息复杂等问题。那么，怎样保证交易的公平性、安全性、及时性以及用电市场的透明化与公信力？国家电网青海电力公司在国内外最先推出了应用于公共储能交易的新科技应用模块——区块链。该公司充分运用区块链技术的特点，将其融入公共储能辅助业务交易，建立了基于区块链的公共储能服务应用平台。该平台采用了区块链分布式储存、加密技术、共识计算与智能协议等，将新能源的受阻能源、功率和储能体系所接受能源、功率，经现代信息技术收集流程后，实时记录在区块链上，并进行可视化与可追溯全链条监管，实现了多市场主体之间的贸易成果清分，实现了贸易项目全过程的“大账本”，从而提高了共享储能体系贸易数据的可靠性、透明度与公信力。借助区块链先进科技推动能源技术革新，国网青海电力基于区块链技术建立了共享储能市场化交易平台，整合荷、网、源三侧储能资源，基于区块链构建了交易系统、融通调峰辅助服务系统和调度控制系统。以电网为枢纽，在全网优化配置电网侧储能、电源侧储能和用户侧储能资源，以多种形式激发储能电站及储能设施积极性，参与调峰辅助服务，创新新能源市场运营模式，全面释放了青海省源、网、荷各端储能能力。