UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种在泛在电力物联网场景(Ubiquitous Electric Internet of Things，UEIOT)下的基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统及方法，系统包括四个模块：用电权提交模块、用电权削减模块、用电权交易模块、用电权校核模块。其中，用电权提交模块收集用户在未来需求响应时段的初始用电权并与用电权削减模块相连，用电权削减模块采集电网公司的负荷控制目标和削减用户用电权并与用电权交易模块相连，用电权交易模块为用户提供用电权双向拍卖市场并承接需求响应时段，用电权校核模块在需求响应时段后检验用户的负荷削减行为。本发明专利技术引入区块链及智能合约技术，完成对用电权这一数字资产的优化配置，最终达到空调用户自组织、自协调需求响应的目的。

Power distribution and trading system and method of air conditioning load based on blockchain under ueiot

【技术实现步骤摘要】
UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统及方法
本专利技术涉及一种泛在电力物联网场景(UEIOT)下的需求响应技术，尤其是涉及一种基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统及方法。
技术介绍
空调负荷是重要的需求响应资源，其参与需求响应的方式主要分为价格引导型和直接控制型两类。前者由电网公司利用市场电价调节用户的用电需求，后者由电网公司以经济补偿换取电力公司对用户空调的直接控制权。但是，随着泛在电力物联网的发展，空调负荷的实时准确测量和数据信息的高效传递正在成为现实。同时以上两种模式的弊端也逐渐显现：一是现有的价格引导型方案和直接控制型方案均无法兼顾负荷控制效果和用户的用电自主权；二是集中控制的方式占用了电网公司大量的计算资源，且不利于需求响应过程的透明性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，在泛在电力物联网的场景下，提供一种UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统及方法。空调用户首先通过部署在区块链上的智能合约提交需求响应时段的用电需求即初始用电权；智能合约根据电网公司的负荷削减目标依次削减用户的初始用电权，以达到负荷控制目的；为满足不同空调用户的用电弹性差异，区块链随后组织用电权双向拍卖的交易市场，实现对用电权的优化配置；交易完成后用户进入需求响应时段，并将自身负荷降到所持用电权数额以下；需求响应时段后，智能合约校验用户在需求响应时段的行为。本专利技术平衡了需求响应时段的负荷控制准确性和用户用电自主性，并减轻了电网公司的集中计算负担，提高了系统的透明性。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统，该系统包括用电权提交模块、用电权削减模块、用电权交易模块和用电权校核模块，其中：所述用电权提交模块，与所述用电权削减模块相连，用于收集用户在未来需求响应时段的初始用电权；所述用电权削减模块，与所述用电权交易模块相连，用于达成系统的负荷削减目标；所述用电权交易模块，用于为用户提供用电权双向拍卖市场并承接需求响应时段；所述用电权校核模块，用于在需求响应时段后检验用户的负荷削减行为。进一步地，所述的用电权提交模块、所述用电权削减模块、所述用电权交易模块和所述用电权交易模块均通过部署在用电权分配系统中区块链上的智能合约实现。进一步地，所述的用电权提交模块包括汇率标定单元、保证金支付单元以及用电权初始化单元，其中：所述汇率标定单元，用于完成市场电价的设定以及用电权分配系统区块链内结算货币的发布；所述保证金支付单元，用于收集参与该项目的用户未来需求响应时段的预支保证金；所述用电权初始化单元，用于获取用户通过智能温控器提交的未来需求响应时段的初始用电权。进一步地，所述的用电权削减模块包括削减队列排序单元和用电权削减单元，其中：所述削减队列排序单元，用于负责初始化用户队列并将上一轮需求响应时段被削减用电权的用户移至队尾形成新队列；所述用电权削减单元，用于从队列初始位置开始依次削减用户的初始用电权以达到负荷削减目标。进一步地，所述的用电权交易模块包括报价单元、报价队列排序单元和匹配单元，其中：所述报价单元，用于收集希望交易用电权的用户的报价；所述报价队列排序单元，用于将买卖双方队列按照报价高低进行排序；所述匹配单元，用于将队列按照双向拍卖规则匹配出清。进一步地，所述的用电权校核模块包括用电权校核单元，所述用电权校核单元，用于通过智能量测设备收集用户在需求响应时段的负荷信息并与其所持用电权对比，校核用户行为，退还合规用户的保证金并没收违规用户的保证金。本专利技术还提供一种基于所述的UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统的空调用户用电权分配方法，该方法包括以下步骤：步骤1：电网公司首先在区块链上部署实现系统各模块的智能合约，并通过所述用电权提交模块中的汇率标定单元发布用电权结算数字货币token，设定以太币与token的汇率；步骤2：空调用户用电权提交阶段结束前，将需求响应时段的用电需求通过所述用电权提交模块中的用电权初始化单元提交至区块链；步骤3：区块链记录用电权并通过所述用电权提交模块中的保证金支付单元收取用户所需缴纳的保证金；步骤4：电网公司通过所述用电权削减模块中的削减队列排序单元，生成/更新削减等待队列；步骤5：区块链通过所述用电权削减模块中的用电权削减单元按照空调用户队列依次削减空调用户的初始用电权，直至达到预期负荷削减目标；步骤6：希望交易用电权的空调用户买卖双方通过所述用电权交易模块中的报价单元提交自身的报价和用电权投标数量信息形成买方、卖方队列；步骤7：所述用电权交易模块中的报价队列排序单元对报价队列排序，将买方、卖方序列按照报价降序、升序排序，将相同的报价按照时间先后排序步骤8：所述用电权交易模块中的匹配单元出清买卖双方队列，将买卖双方队列按照双向拍卖规则匹配，为成交的用户转账结算；步骤9：交易完成的用户以及不希望交易的用户均进入需求响应时段，该时段中用户需要把自身的负荷降至所持用电权数额以下；步骤10：所述用电权校核模块中的用电权校核单元在需求响应结束后校核空调用户行为，对比用户在本次需求响应时段的实际负荷和所持用电权，将“诚实”用户标记为true，退还保证金，“不诚实”用户标记为false，扣除保证金。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术将空调用户用电权的概念及基于区块链的用电权分配与交易方法引入空调负荷需求响应领域，取代传统上对空调负荷需求响应的控制方法，解决传统方案不能平衡用户用电自主权和负荷削减效果，消耗电力公司计算资源以及不透明等缺陷。(2)本专利技术设计的基于区块链智能合约的用电权分配方法可用于UEIOT下空调负荷的需求响应控制，且具备高效智能，公开透明，安全稳定等优点。(3)本专利技术提出包含用电权提交，削减，交易，校核四个阶段的空调用户用电权分配与交易的系统和方法，确保在充分满足空调负荷个体需求的情况下，达到负荷削减目标的效果；构建了基于区块链智能合约的用电权分配系统，实现空调用户自组织、自协调需求响应，减轻了电网公司计算负担并增加了系统透明性。附图说明图1为本专利技术提出的用电权优化配置总体架构；图2为本专利技术提出用户综合成本与负荷关系的曲线示意图；图3为本专利技术提出的基于区块链的用电权优化配置合约模型示意图；图4为本专利技术实例中用电权双向拍卖匹配结果示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。具体实施例本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统，其特征在于，该系统包括用电权提交模块、用电权削减模块、用电权交易模块和用电权校核模块，其中：/n所述用电权提交模块，与所述用电权削减模块相连，用于收集用户在未来需求响应时段的初始用电权；/n所述用电权削减模块，与所述用电权交易模块相连，用于达成系统的负荷削减目标；/n所述用电权交易模块，用于为用户提供用电权双向拍卖市场并承接需求响应时段；/n所述用电权校核模块，用于在需求响应时段后检验用户的负荷削减行为。/n

【技术特征摘要】
1.一种UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统，其特征在于，该系统包括用电权提交模块、用电权削减模块、用电权交易模块和用电权校核模块，其中：
所述用电权提交模块，与所述用电权削减模块相连，用于收集用户在未来需求响应时段的初始用电权；
所述用电权削减模块，与所述用电权交易模块相连，用于达成系统的负荷削减目标；
所述用电权交易模块，用于为用户提供用电权双向拍卖市场并承接需求响应时段；
所述用电权校核模块，用于在需求响应时段后检验用户的负荷削减行为。


2.根据权利要求1所述的一种UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统，其特征在于，所述的用电权提交模块、所述用电权削减模块、所述用电权交易模块和所述用电权交易模块均通过部署在用电权分配系统中区块链上的智能合约实现。


3.根据权利要求1所述的一种UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统，其特征在于，所述的用电权提交模块包括汇率标定单元、保证金支付单元以及用电权初始化单元，其中：
所述汇率标定单元，用于完成市场电价的设定以及用电权分配系统区块链内结算货币的发布；
所述保证金支付单元，用于收集参与该项目的用户未来需求响应时段的预支保证金；
所述用电权初始化单元，用于获取用户通过智能温控器提交的未来需求响应时段的初始用电权。


4.根据权利要求1所述的一种UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统，其特征在于，所述的用电权削减模块包括削减队列排序单元和用电权削减单元，其中：
所述削减队列排序单元，用于负责初始化用户队列并将上一轮需求响应时段被削减用电权的用户移至队尾形成新队列；
所述用电权削减单元，用于从队列初始位置开始依次削减用户的初始用电权以达到负荷削减目标。


5.根据权利要求1所述的一种UEIOT下基于区块链的空调负荷用电权分配与交易系统，其特征在于，所述的用电权交易模块包括报价单元、报价队列排序单元和匹配单元，其中：
所述报价单元，用于收集希望交易用电权的用户的报价；
所述报价队列排序单元，用于将买卖双方队列按照报价高低进行排序；
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建林，贾乾罡，陈思捷，严正，徐潇源，平健，吕冉，郭明星，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31