交易对象:微电网交易通常发生在一个小范围的电网内部,交易对象为微电网内部的电力生产者、消费者和存储设备等,而普通电力交易则涉及到更广泛的电力市场,包括发电厂、电力交易公司、供电公司等。
交易方式:微电网交易采用点对点交易的方式,即微电网内部的电力生产者和消费者直接进行交易;而普通电力交易通常采用集中式交易方式,即电力市场通过电力交易所等中介机构来协调交易。
交易规模:微电网交易的规模通常较小,交易量较小,且往往是基于当地的电力需求和资源情况来进行的;而普通电力交易通常涉及到大规模的电力生产和供应,且往往跨越多个区域或国家。
区块链技术的特点是去中心化、节点自治和数据不可篡改,与产消者对微电网电力交易机制的要求不谋而合。区块链网络中去中心化的特性与微电网中交易主体的自主性相契合,区块链网络中用户隐私安全性高、数据透明、数据不可篡改的特性满足了微电网交易主体的需求。区块链中智能合约的使用实现了微电网中交易主体的去中心化交易,在没有第三方监督的情况下,交易主体间可以通过签订智能合约完成电能交易,智能合约能够在合约规定的触发条件触发后自动执行。
本文介绍一种基于区块链的微电网电力交易方案,整个交易过程分为五个阶段:入链身份验证、用户报价、交易匹配、生成智能合约和交易结算。
在微电网系统中,涉及多个分布式电源和购电用户,其电量和价格匹配过程通过连续双向拍卖市场完成,并通过区块链进行交易结算。该交易架构如图所示。
在每个交易周期内,分布式电源和购电用户分别提交报价和交易电量至连续双向拍卖市场,市场根据双方报价自动进行匹配。在匹配过程中,市场公布交易信息,包括最终成交价、当前最优卖价、最优买价等。未匹配成功的分布式电源和购电用户通过代理系统根据设定的报价策略进行报价调整;匹配成功的分布式电源通过区块链向其交易的购电用户转移电量数字证明,而购电用户通过区块链向其交易的分布式电源转移购电费用。当各节点确认后,买卖双方的交易便成功完成。
智能合约生成后,向区块链系统发送更换电力所有权密钥的请求,并使用如下函数发起请求:
区块链系统验证 的正确性,若验证成功,则解锁电力,并生成一对新密钥,其表示方式如下式:
新的电力所有权密钥生成后,由区块链系统将它们发送给智能合约进行更新。
在智能合约设定的电力传输期限结束后,电力所有权密钥将失效,使得购电方无法再使用售电方产生的电能。此时,智能合约向双方的智能电表发送数据传输请求。智能电表随后将电力传递状况报告给智能合约,智能合约基于电力传输详情和合约条款对本次交易进行结算。
在本阶段末尾,将对一些不诚信的节点实施惩罚。这些节点可能存在虚假报告信息、网络状况不良等问题,导致原本匹配成功的交易无法完成,给另一方交易参与者带来不可避免的损失。提出的惩罚措施是扣除违约节点的押金,并将其作为补偿发放给受损方。
未来,随着区块链技术的不断发展和微电网的普及,我们可以进一步研究如何优化该方法,提升交易效率、降低成本,并探索更多先进的隐私保护机制。同时,对于区块链在电力交易中的可扩展性和适应性,也是未来研究的重点。