区块链分布式技术在电力需求侧响应管理中的应用

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019066

电信科学 ›› 2019, Vol. 35 ›› Issue (5): 155-160.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2019066

所属专题：区块链

• 运营技术广角 • 上一篇

区块链分布式技术在电力需求侧响应管理中的应用

任昊文¹,杨雅琪²

¹ 鼎信信息科技有限责任公司，广东广州 510623
² 广州致讯信息科技有限责任公司，广东广州 510032

修回日期:2019-04-03 出版日期:2019-05-20 发布日期:2019-05-21
作者简介:任昊文（1993- ），男，现就职于鼎信信息科技有限责任公司，主要研究方向为电力系统配电网络的智能化与信息化。|杨雅琪（1993- ），女，现就职于广州致讯信息科技有限责任公司,主要研究方向为区块链未来在各领域的应用。

Application of blockchain technology in the demand response management of power grid

Haowen REN¹,Yaqi YANG²

¹ Dingxin Information Technology Co.,Ltd.,Guangzhou 510623,China
² Guangzhou Zenithsun Technology Co.,Ltd.,Guangzhou 510032,China

Revised:2019-04-03 Online:2019-05-20 Published:2019-05-21

摘要/Abstract

摘要：

研究了分散式区块链机制的理论，提出一种将区块链分布式技术应用于智能电网需求侧响应计划管理的方法。该方法基于区块链防篡改的分布式记账技术，存储从 IoT 智能计量设备收集的能量消耗信息，以编程方式定义每个消费者级别的自我执行智能合约，保障交易的灵活性。区块链分布式技术提供相关奖励或惩罚以平衡能源需求与电网能源生产的规则。基于共识的验证将用于检验需求响应计划，并为灵活的供应商提供适当的财务结算方式。结果表明，基于区块链分布式技术的电力需求侧管理可用于智能电网条件下的能源需求和生产匹配，需求响应信号精确度高，但收敛所需的灵活性减少。

关键词: 区块链分布式技术, 需求侧响应, 智能电网

Abstract:

The theory of decentralized blockchain mechanism was studied,and a method of applying distributed block chain technology to manage demand response planning in smart grid environment was proposed.This method was based on the blockchain distributed ledger accounting tamper-proof technology,which stored the energy consumption information collected from the intelligent metering devices of the IoT,and defined the self-executing intelligent contract at each consumer level in a programmatic way to ensure the flexibility of transactions.Blockchain distributed technologies provided incentives or penalties to balance energy demand with grid energy production rules.Consensus-based validation would be used to validate demand response plans and provide appropriate financial settlement for flexible suppliers.The results show that the power demand side management based on blockchain distributed technology can be used to match energy demand and production under the condition of smart grid,with high accuracy of demand response signal,but less flexibility required for convergence.

Key words: distributed blockchain technology, demand response, smart grid

中图分类号:

TM769

任昊文,杨雅琪. 区块链分布式技术在电力需求侧响应管理中的应用[J]. 电信科学, 2019, 35(5): 155-160.

Haowen REN,Yaqi YANG. Application of blockchain technology in the demand response management of power grid[J]. Telecommunications Science, 2019, 35(5): 155-160.

图/表 3

参考文献 13

[1]	KARAVAS C S , ARVANITIS K , PAPADAKIS G . A game theory approach to multi-agent decentralized energy management of autonomous polygeneration microgrids[J]. Energies, 2017(10): 17-56.
[2]	KYRIAKARAKOS G , PIROMALIS D D , DOUNIS A I ,et al. Intelligent demand side energy management system for autonomous polygeneration microgrids[J]. Apploed Energy, 2013,103(1): 39-51.
[3]	顾为东 . 能源 4.0:重塑经济结构—互联网技术与智慧能源[J]. 中国工程科学, 2015,17(3): 4-9.
	GU W D.Energy 4 . 0:constructing the economic structure,internet technology and smart energy[J]. Engineering Science, 2015,17(3): 4-9.
[4]	KARTHIKEYAN B , DELIGNAT L A , FOURNET C ,et al. Formal verification of smart contracts:short paper[C]// ACM Workshop on Programming Languages and Analysis for Security,Oct 24,Vienna,Austria. New York:ACM Press, 2016: 91-96.
[5]	AITZHAN N Z , SVETINVIC D . Security and privacy in decentralized energy trading through multi-signatures,blockchain and anonymous messaging streams[J]. IEEE Transactions on Dependable ＆ Secure Computiong, 2016(99):1.
[6]	LIU N,YU X , WANG C , ,et al. An energy sharing model with price-based demand response for microgrids of peer-to-peer prosumers[J]. IEEE Transactions on Power System, 2017,32(5): 3569-3583
[7]	刘伟荣, 真虹 . 基于区块链的集装箱共享模式研究[J]. 中国流通经济, 2018,5(5):5.
	LIU W R , ZHEN H . Research on container sharing model based on blockchain[J]. China Business and Market, 2018,5(5):5.
[8]	SIEBERT L C , FERREIRA L R , YAMAKAWA E K ,et al. Centralized and decentralized approaches to demand response using smart plugs[C]// T＆D Conference and Exposition,April 14-17,2014,Chicago,USA. Piscataway:IEEE Press, 2014: 1-5
[9]	KING S , NADAL S . PPCoin:peer-to-peer crypto-currency with proof-of-stake[J]. 2018.
[10]	Opower. The value of the engaged energy consumer,quantifying the value of strong customer relationships for European Utilities[R]. 2014.
[11]	陈家良, 张宏炜 . 需求响应及新型辅助服务市场中的备用市场研究[J]. 水电能源科学, 2010,28(2): 158-161.
	CHEN J L , ZHANG H W . Study on demand response and reserved market in ancillary service market[J]. Water Resources and Power, 2010,28(2): 158-161.
[12]	李彬, 张洁, 祁兵 ,等. 区块链:需求侧资源参与电网互动的支撑技术[J]. 电力建设, 2017,38(3): 1-8.
	LI B , ZHANG J , QI B ,et al. Blockchain:supporting technology of demand side resources participating in grid interaction[J]. Electric Power Construction, 2017,38(3): 1-8.
[13]	张建强, 张高毓 . 区块链技术在物联网中的应用分析[J]. 电信科学, 2018,34(S1): 104-110.
	ZHANG J Q , ZHANG G Y . Analysis application of blockchain technology in internet of things[J]. Telecommunications Science, 2018,34(S1): 104-110.

问题	传统方法	区块链方法
单点故障	是	否
能源概况匿名	否	是
支付系统	中心化	点对点销售/消费系统
付款结算	通过中心	通过全部节点的共识
	60天以内	近乎实时
能源概况整合和聚合	通过中心	通过分布式总账和所有节点的共识
需求响应	通过中心	通过节点合作和智能合约实现自主信令
能源协议验证	通过中心	通过全部节点的共识

[1]	王东山,马跃,李艳,高建,尹志斌. 面向电力业务的“IP数据网+光传输网”协同统一控制技术[J]. 电信科学, 2019, 35(3): 116-121.
[2]	赵必游,张善辉,王进帅. 配电系统弹性光网络频谱整理优化算法[J]. 电信科学, 2019, 35(2): 43-50.
[3]	赵宇皓,郝晓光,耿少博,罗蓬,周坤,甄家林,毛玉荣. 面向智能化变电站的光网络信令安全优化[J]. 电信科学, 2019, 35(2): 118-124.
[4]	张浩,杨鸿珍,邵炜平,姚继明. 北斗RNSS授时技术在智能电网雷电定位系统中的应用[J]. 电信科学, 2019, 35(2): 134-141.
[5]	吴浩瀚,蒋刚. 基于量子滤波器的电能数据检测与分析[J]. 电信科学, 2017, 33(5): 183-188.
[6]	刘汇慧,杨成月,吴丽莎,张翼英. 面向智能电网二元复杂网络的电力统一空间信息模型[J]. 电信科学, 2016, 32(5): 152-159.
[7]	王翀,曾锃. 智能电网中无线传感器网络的节能节点定位方法[J]. 电信科学, 2016, 32(3): 183-186.
[8]	周静,刘国军,胡紫巍,卢利峰,张威. 智能电网互操作成熟度模型[J]. 电信科学, 2015, 31(Z1): 239-242.
[9]	郭志华,薛晓慧,厉娜,万江飞,陈平,林喜,景钦锋. 配用电无线通信专网在复杂地理环境下的应用研究[J]. 电信科学, 2015, 31(5): 165-172.
[10]	周建勇,田志峰,李艳,陈宝仁. 广覆盖LTE 230系统在电力配用电应用中的研究与实践[J]. 电信科学, 2014, 30(3): 168-172.
[11]	赵云山,刘焕焕. 大数据技术在电力行业的应用研究[J]. 电信科学, 2014, 30(1): 57-62.
[12]	黄毕尧,郭经红,权楠,汪洋,丁慧霞,刘国军,仝杰,张庚,王楠. 国家电网公司智能电网IPv6应用探讨[J]. 电信科学, 2013, 29(9): 26-31.
[13]	张海亮,岳在春. “多网融合”技术架构下的智能电网[J]. 电信科学, 2010, 26(12A): 1-4.
[14]	汪洋,苏斌,赵宏波. 电力物联网的理念和发展趋势[J]. 电信科学, 2010, 26(12A): 9-14.
[15]	潘明明,郝为民,于东方. 智能电网用户侧物联网建设的研究[J]. 电信科学, 2010, 26(12A): 15-17.

区块链分布式技术在电力需求侧响应管理中的应用

Application of blockchain technology in the demand response management of power grid

在线阅读

PDF下载

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 3

参考文献 13

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0