一种基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法及系统技术方案

技术编号:21159245 阅读:21 留言:0更新日期:2019-05-22 08:00
本发明专利技术公开了一种基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法及系统。该方法包括步骤1:构建基于联盟区块链网络的虚拟电厂各主体间的完全信息动态博弈模型;步骤2:求解所述完全信息动态博弈模型的最终纳什均衡解;步骤3:将所求得最终纳什均衡解应用到所述虚拟电厂的联盟区块链网络中,采用区块链共识算法实现所述虚拟电厂各主体间的内部交易,并通过智能合约形式完成所述虚拟电厂各主体间的交易结算。本发明专利技术提供的基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法及系统,采用联盟区块链技术为虚拟电厂提供内部交易平台,以POV作为共识算法,在实现去中心化的同时保证高速率交易和低网络开销成本。

A Method and System of Virtual Power Plant Internal Market Transaction Based on Alliance Block Chain

The invention discloses an internal market trading method and system of virtual power plant based on alliance block chain. The method consists of steps 1: building a complete information dynamic game model among virtual power plant agents based on alliance block chain network; step 2: solving the final Nash equilibrium solution of the complete information dynamic game model; step 3: applying the final Nash equilibrium solution to the alliance block chain network of the virtual power plant, using the block chain consensus algorithm to realize the virtual electricity. The internal transactions among the main bodies of the plant are completed by means of intelligent contracts. The method and system of virtual power plant internal market transaction based on alliance block chain provided by the invention provides an internal transaction platform for virtual power plant by using alliance block chain technology, and takes POV as consensus algorithm, which ensures high-speed transaction and low network overhead cost while realizing decentralization.

【技术实现步骤摘要】
一种基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法及系统
本专利技术涉及虚拟电厂内部交易
,特别是涉及一种基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法和系统。
技术介绍
在国家大力支持清洁能源发展的背景下,分布式能源以其容量小、投资成本小、易于安装等特点得到了迅猛发展。虚拟电厂作为能源互联网的重要分支,可以通过聚合多种分布式能源,实现其按调度要求平稳出力或参与到电力市场运行。现有研究大多将虚拟电厂视为整体,决策虚拟电厂内部各分布式电源出力,但分布式电源投资主体越来越多元化,使得研究虚拟电厂内部交易策略越来越重要。目前的电力市场交易平台主要由第三方机构提供,虚拟电厂内部主体交易的公平可信性和信息的公开透明性不足。区块链技术以其去中心化、公开透明的核心优势受到了各界广泛关注,并在能源、电力领域崭露头角。虽然现有技术已经对一下问题进行了研究:(1)认为区块链的特质与能源局域网的自动需求响应相吻合,提出基于区块链的自动需求响应可以实现能源局域网中电力能源的去中心化管控。(2)针对商业化情景下多实体参与的辅助服务市场中存在的交易安全可信问题,利用区块链技术以较低的成本保障安全、合法、有效的交易。(3)考虑到分散能量市场下的综合需求侧响应在需求响应资源参与市场交易中存在的问题,基于区块链技术实现无中心定价。(4)提出将区块链技术应用到大用户直购电中,实现直购电交易过程的去中心化、智能化和合约化。上述研究利用区块链技术有效解决了能源电力行业中存在的中心化明显问题,但是均未考虑能源互联网中节点数量过多而导致的区块链交易速率慢与网络开销成本大的问题。通过定性分析区块链在微电网、园区能源交易中的成本和速度,定量分析区块传播速度,指出随着交易主体数量的增多,区块链交易速率将无法满足需求,交易成本将大大增加,此时需要采用联盟链代替公有链。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法及系统,采用联盟区块链技术为虚拟电厂提供内部交易平台,以POV作为共识算法,在实现去中心化的同时保证高速率交易和低网络开销成本。为实现上述目的,本专利技术提供了如下方案:一种基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法,包含以下步骤:步骤1:构建基于联盟区块链网络的虚拟电厂各主体间的完全信息动态博弈模型;步骤2:求解所述完全信息动态博弈模型的最终纳什均衡解;步骤3:将所求得最终纳什均衡解应用到所述虚拟电厂的联盟区块链网络中,采用区块链共识算法实现所述虚拟电厂各主体间的内部交易,并通过智能合约形式完成所述虚拟电厂各主体间的交易结算。可选的,所述区块链共识算法为POV共识算法。可选的,所述步骤1:构建基于联盟区块链网络的虚拟电厂各主体间的完全信息动态博弈模型,具体包括:将所述虚拟电厂内的不可控分布式电源、分布式储能和智能负荷作为博弈方中的三个参与者,并确定不可控分布式电源集合、分布式储能集合和智能负荷集合;确定不可控分布式电源的策略集、分布式储能的策略集和智能负荷的策略集;确定不可控分布式电源的收益函数、分布式储能的收益函数和智能负荷的效用函数,以建立所述虚拟电厂主体间的完全信息动态博弈模型。可选的,所述步骤2:求解所述完全信息动态博弈模型的最终纳什均衡解,具体包括:对不可控分布式电源的策略集、分布式储能的策略集和智能负荷的策略集进行初始化;使虚拟电厂中除不可控分布式电源外的分布式储能和智能负荷的策略保持不变,根据所述不可控分布式电源所选的策略对不可控分布式电源的收益函数进行计算,根据计算结果判定是否到达纳什均衡解;如果达到,则和终止条件进行对比,当达到终止条件时则结束迭代;如果没有达到则继续选择策略,并计算不可控分布式电源的收益函数值,直到求得当前最优纳什均衡解即为达到终止条件的最终纳什均衡解;使虚拟电厂中除分布式储能外的不可控分布式电源和智能负荷的策略保持不变,根据所述分布式储能所选的策略对分布式储能的收益函数进行计算,根据计算结果判定是否到达纳什均衡解;如果达到,则和终止条件进行对比,当达到终止条件时则结束迭代;如果没有达到则继续选择策略,并计算分布式储能的收益函数值,直到求得当前最优纳什均衡解即为达到终止条件的最终纳什均衡解;使虚拟电厂中除智能负荷外的不可控分布电源和分布式储能的策略保持不变,根据所述智能负荷所选的策略对智能负荷的收益函数进行计算,根据计算结果判定是否到达纳什均衡解;如果达到,则和终止条件进行对比,当达到终止条件时则结束迭代;如果没有达到则继续选择策略,并计算智能负荷的效用函数值,直到求得当前最优纳什均衡解即为达到终止条件的最终纳什均衡解。可选的,所述步骤3:将所求得最终纳什均衡解应用到所述虚拟电厂的联盟区块链网络中,采用区块链共识算法实现虚拟电厂主体间的内部交易,并通过智能合约形式完成虚拟电厂各主体之间的交易结算,具体包括:采用POV共识算法产生有效交易区块,完成所述虚拟电厂各主体间的内部交易;将所述虚拟电厂各主体间的内部交易通过智能合约的形式完成交易结算。可选的,采用POV共识算法产生有效交易区块,完成所述虚拟电厂各主体间的内部交易,具体包括:(1)所述虚拟电厂各主体通过实名认证成为NC个主管员,所述NC个主管员经过投票选举产生得票高的Nb个主管员作为该任职周期的管家;(2)联盟链中的所有虚拟电厂各主体在交易过程中生成附有自身签名的交易数据,同时也可以接收到交易数据,若验证接收到的交易数据有效,则将交易数据转发给主管员和管家;(3)管家监控交易数据并将合法交易数据存储到交易池中;(4)每个任职周期开始时,调用函数生成随机数R,编号为R的管家被指定生成有效区块,若生成有效区块为所述任职周期的第一个区块,则随机数R默认为零;(5)编号为R的管家从交易池取出交易信息,将交易信息打包成一个区块,将区块发送给所有主管员;(6)所有主管员接收到一个区块后,验证区块中的数据,如果同意生成此区块,则签署区块头并将签名发回给编号为R的管家。(7)所述编号为R的管家收到至少NC/2+1个签名后,将此完整的有效区块发布到网络,并从交易池中删除非法交易,同时调用函数获取下一轮共识的随机数R,开始下一轮的共识;(8)当虚拟电厂各主体都完成内部交易后任职周期结束,一个任职周期共完成Bw+1轮共识,并生成Bw+1个有效区块。一种基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易系统,包括分布式能源模块、智能负荷模块、智能合约生产模块、售电侧交易链、需求侧交易链和区块链数据库,所述分布式能源模块为电力市场中的售电主体,能够自主决定售电报价、售电电量;智能负荷模块为电力市场中的购电主体,能够自主决定购电报价、购电电量;所述分布式能源模块、智能负荷模块分别通过所述售电侧交易链、需求侧交易链与所述区块链数据库进行无线连接,所述智能合约生成模块用于在区块链数据库中记录信息,确定售电/需求侧交易链多边交易信息,生成最终交易合约。可选的,所述分布式能源模块包括不可控分布式电源、可控分布式电源和分布式储能,所述不可控分布式电源、可控分布式电源、分布式储能分别通过所述售电侧交易链与所述区块链数据库进行无线连接。该技术与现有技术相比,具有如下有益效果:一种基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法及系统,考虑到虚拟电厂内部主体交易时所存在的中心化明显、公平可信度低等问题本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法,其特征在于,包含以下步骤:步骤1:构建基于联盟区块链网络的虚拟电厂各主体间的完全信息动态博弈模型;步骤2:求解所述完全信息动态博弈模型的最终纳什均衡解;步骤3:将所求得最终纳什均衡解应用到所述虚拟电厂的联盟区块链网络中,采用区块链共识算法实现所述虚拟电厂各主体间的内部交易,并通过智能合约形式完成所述虚拟电厂各主体间的交易结算。

【技术特征摘要】
1.一种基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法,其特征在于,包含以下步骤:步骤1:构建基于联盟区块链网络的虚拟电厂各主体间的完全信息动态博弈模型;步骤2:求解所述完全信息动态博弈模型的最终纳什均衡解;步骤3:将所求得最终纳什均衡解应用到所述虚拟电厂的联盟区块链网络中,采用区块链共识算法实现所述虚拟电厂各主体间的内部交易,并通过智能合约形式完成所述虚拟电厂各主体间的交易结算。2.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法,其特征在于,所述区块链共识算法为POV共识算法。3.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法,其特征在于,所述步骤1:构建基于联盟区块链网络的虚拟电厂各主体间的完全信息动态博弈模型,具体包括:将所述虚拟电厂内的不可控分布式电源、分布式储能和智能负荷作为博弈方中的三个参与者,并确定不可控分布式电源集合、分布式储能集合和智能负荷集合;确定不可控分布式电源的策略集、分布式储能的策略集和智能负荷的策略集;确定不可控分布式电源的收益函数、分布式储能的收益函数和智能负荷的效用函数,以建立所述虚拟电厂主体间的完全信息动态博弈模型。4.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的虚拟电厂内部市场交易方法,其特征在于,所述步骤2:求解所述完全信息动态博弈模型的最终纳什均衡解,具体包括:对不可控分布式电源的策略集、分布式储能的策略集和智能负荷的策略集进行初始化;使虚拟电厂中除不可控分布式电源外的分布式储能和智能负荷的策略保持不变,根据所述不可控分布式电源所选的策略对不可控分布式电源的收益函数进行计算,根据计算结果判定是否到达纳什均衡解;如果达到,则和终止条件进行对比,当达到终止条件时则结束迭代;如果没有达到则继续选择策略,并计算不可控分布式电源的收益函数值,直到求得当前最优纳什均衡解即为达到终止条件的最终纳什均衡解;使虚拟电厂中除分布式储能外的不可控分布式电源和智能负荷的策略保持不变,根据所述分布式储能所选的策略对分布式储能的收益函数进行计算,根据计算结果判定是否到达纳什均衡解;如果达到,则和终止条件进行对比,当达到终止条件时则结束迭代;如果没有达到则继续选择策略,并计算分布式储能的收益函数值,直到求得当前最优纳什均衡解即为达到终止条件的最终纳什均衡解;使虚拟电厂中除智能负荷外的不可控分布电源和分布式储能的策略保持不变,根据所述智能负荷所选的策略对智能负荷的收益函数进行计算,根据计算结果判定是否到达纳什均衡解;如果达到,则和终止条件进行对比,当达到终止条件时则结束迭代;如果没有达到则继续选择策略,并计算智能负荷的效用函数值,直到求得当前最优纳什均衡解即为达到终止条件的最终纳什均衡解。5.根据权利要求1所述的基于联盟区块链的虚拟电厂...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢红玲杜莹莹
申请(专利权)人:华北电力大学保定
类型:发明
国别省市:河北,13

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1