【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链技术的电动汽车充电电能交易方法
本专利技术属于电力市场
，尤其涉及一种基于区块链技术的电动汽车充电电能交易方法。
技术介绍
随着交通电气化的发展，电动汽车的数量快速增长。大量充电负荷的接入势必会对配电网造成很大的影响。电力市场的发展使得通过市场化机制有序调度充电站的充电功率成为了一种可行方案。而在电力市场环境下电动汽车、充电站/桩、电网分属于不同的利益主体，电动汽车需要满足用户出行需求，充电站/桩作为充电服务商的运行主体将追求自身利益的最大化，而电网需要保证安全经济高效运行。根据用户的不同响应结果带来的可调度潜力的改变制定合理的充放电电价和激励措施是调度电动汽车参与电网辅助服务的关键所在。因此，研究电动汽车充放电市场机制和充放电电价措施，能够为提升电动汽车参与电网互动的意愿提供激励方法。但由于充电站与配电网运营商的利益主体不同，以配电网运营商为中心的电能交易模式存在着市场地位不公平、集中调度计算量大和用户响应程度低等问题。随着区块链技术的发展，基于该技术的去中心化交易模式有望解决多主体电能交易问题。目前对电动汽车充电电能交易互动的研究主要集中在以电网为主导的“车-网”互动模式下的有序充电行为，未考虑市场平等主体交易模式下“车-桩-网”多层次互动。未来随着能源互联网的发展以及区块链技术的支持，电能交易市场不再是以电网为主导的中心化交易环境，这将改变现有的电价制定策略。并且，在实际引导电动汽车用户的过程中，直接影响电动汽车用户充放电意愿的是充电站的服务电价，因此充电站必须考虑电网的边际电价以及...
【技术保护点】
1.一种基于区块链技术的电动汽车充电电能交易方法，其特征是，包括以下步骤：/n步骤1、基于区块链存储技术设计电动汽车充电电能交易市场互动模式与去中心化交易平台；/n步骤2、配电网根据充电站历史负荷数据建立最优潮流模型和阻塞管理模型，计算得到配电网节点边际电价；/n步骤3、充电站建立有序充电调度模型，根据配电网节点边际电价制定日前电能计划，并通过去中心化交易平台与配电网达成日前购电智能合约；/n步骤4、充电站根据电动汽车用户的实时充电需求为电动汽车用户个性化定制充电费用，并通过充电推荐策略引导电动汽车用户有序充电；/n步骤5、电动汽车用户通过去中心化交易平台与充电站签订充电服务智能合约。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于区块链技术的电动汽车充电电能交易方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1、基于区块链存储技术设计电动汽车充电电能交易市场互动模式与去中心化交易平台；
步骤2、配电网根据充电站历史负荷数据建立最优潮流模型和阻塞管理模型，计算得到配电网节点边际电价；
步骤3、充电站建立有序充电调度模型，根据配电网节点边际电价制定日前电能计划，并通过去中心化交易平台与配电网达成日前购电智能合约；
步骤4、充电站根据电动汽车用户的实时充电需求为电动汽车用户个性化定制充电费用，并通过充电推荐策略引导电动汽车用户有序充电；
步骤5、电动汽车用户通过去中心化交易平台与充电站签订充电服务智能合约。
2.如权利要求1所述的基于区块链技术的电动汽车充电电能交易方法，其特征是，步骤1的具体实现包括：
步骤1.1、充电站以购电用户的身份参与电力市场向电网购电，设置充放电服务费用以及有序的站内车调度；
步骤1.2、基于区块链技术的电动汽车充电电能交易机制，包括配电网与充电站的购/售电协议和充电站与电动汽车用户的充放电服务协议；
步骤1.2.1、在配电网与充电站的购/售电协议中，不同充电站通过智能合约填写报价单，配电网根据其能量平衡需求，实时计算边际电价并提交以太坊，智能合约内嵌的逻辑函数通过迭代最终完成市场出清和日前电能计划；以上过程中配电网承担潮流计算与安全校核，各充电站完成报价；
步骤1.2.3、在充电站与电动汽车用户的充放电服务协议中，电动汽车用户通过第三方软件与充电站签署充放电智能合约，以实现实时充放电、充放电预约、个性化充放电服务定制的功能；当充放电服务完成时，智能合约自动完成结算。
3.如权利要求1所述的基于区块链技术的电动汽车充电电能交易方法，其特征是，步骤2的具体实现包括：
步骤2.1、配电网根据充电站历史负荷数据建立最优潮流模型包括：
步骤2.1.1、建立目标函数：
式中：fdso表示配电网的购电成本；T为调度时间集合，共24个小时；a,b,c分别为配电网向独立系统运营商购电的成本系数；PG,t为配电网在t时间段内的购电电能；
步骤2.1.2、建立约束条件：
1)功率平衡约束；
式中：Ploss,t为t时间段内的配电网总的网损，由式(3)计算得到；PLj,t为t时间段内节点j的基础负荷；J为配电网的负荷节点集合；Ns为充电站集合；Pcj,t为t时间段内位于节点j的充电站总的充电功率；
式中：L为配电网的线路集合；rij为线路ij的电阻；iij,t为t时间段内线路ij流过的电流；
2)节点注入有功平衡约束；
式中：Pij,t为t时间段内线路ij传输的有功功率；u(j)为节点j的子节点集合；
3)节点注入无功平衡约束；
式中：Qij,t为t时间段内线路ij传输的无功功率；xij为线路ij的电抗；QLj,t为t时间段内节点j的基础负荷无功功率；
4)电压降落等式约束；
式中：uj,t为t时间段内节点j的电压；
5)视在功率等式约束；
6)节点电压上下限约束；
式中：umin,j和umax,j表示j节点电压的安全边界；
7)线路传输容量约束；
式中：Smax,ij为线路ij的传输容量；
8)充电站容量约束；
式中：Pcmax,j表示充电站j的最大充电功率；
9)充电站荷电状态约束；
任何时候充电站的累积充电功率不能超过其现有的充电需求；
式中：截止t时刻，充电站内电动汽车所需的充电功率总和；为t时刻之前离开充电站的车辆所需的充电功率总和；
10)充电需求等式约束；
充电站必须满足电动汽车的电能需求；
式中：Qj为配电网预测的充电站j全天的充电电量需求；
11)可充电时间约束；
只有当电动汽车停泊至充电站时，充电站才能控制其充电功率；
式中：pcmax,j表示充电站j单台电动汽车的最大充电功率；Ne,t表示t时间段内接入充电站j的电动汽车数量；
步骤2.1.3、求解；
通过二阶锥松弛能够将原问题转化为凸优化问题求解；
二阶锥松弛方法包括：
采用式(14)对原变量进行替换，将式(3)-式(6)用式(15)替代，并将式(7)转换为式(16)的形式；
式(16)对应的约束空间为二次锥，问题转化为二阶锥规划；利用商业求解器求得全局最优解；最优潮流的解为配电网的潮流运行点；
步骤2.2、配电网根据潮流运行点建立的阻塞管理模型包括：
步骤2.2.1、建立目标函数；
配电网以充电站的购电费用最低为目标，优化得到配电网节点边际电价，并将其作为价格信号向充电站发布；
式中：fCSs表示所有充电站的购电费用总和；cj,t为基础电价；βj,t为价格敏感系数；
步骤2.2.2、建立约束条件；
1)线性化功率平衡等式约束；
式中：DF0,t表示t时间段内平衡节点的有功功率传输灵敏系数；DFj,t表示t时间段内节点j的有功功率传输灵敏系数；J'表示配电网中的所有节点集合；表示由最优潮流求得的t时段的网损；λt表示功率平衡约束的对偶变量；
2)线路传输功率上限；
式中：表示平衡节点的功率传输分布因子；表示功率传输分布因子；Pmax,ij表示由线路ij的有功功率传输能力；μij,t表示该不等式约束对应的对偶变量；
3)将潮流方程转化为线性化方程；
式中：表示由最优潮流求得的t时间段内的购电电能；ξ表示与上层电能计划允许的误差；
4)充电站约束同式(10)-式(13)；
步骤2.2.3、配电网通过求解阻塞管理模型，能够得到配...
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