基于区块链的智能微电网系统调度方法、存储介质及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的智能微电网系统调度方法、存储介质及设备，根据需求分析获得智能微电网系统功能定义，在Coding style约束下完成基础功能系统RTL代码描述，在物联网上构建管理枢纽节点，并通过分组签名机制和共识算法将数据存储在区块链网络上；建立预测模型预测下一天的功率数据；基于预测结果，在智能分配过程中，使得用户用电成本最小；当电网成本高于可再生能源RES的能源成本时，可再生能源RES发电设备打开；在低电价时，对电池进行充电，高电价时，对电池进行放电，使用户在第二天的用电成本最小化，实现微电网系统调度。本发明专利技术可以高效分配能源,保护用户数据隐私，提高能源企业利润，降低用户用电成本，提升主网运行稳定性。主网运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的智能微电网系统调度方法、存储介质及设备


[0001]本专利技术属于微电网
，具体涉及一种基于区块链的智能微电网系统调度方法、存储介质及设备。

技术介绍

[0002]近年来，人们对资源的需求越来愈大，而大多能源都产生于化石能源，会产生环境污染、气候变暖等问题，因此正确地调度能源，优化使用，减少消耗是很重要的。信息通信技术的发展推动了智能电网的诞生，其使得能源系统更高效，减少产品成本，并纳入了可再生能源。微电网是智能电网的一个新方向，而关键问题是微电网的智能调度，即根据预测结果对微电网的组件做出合理的控制策略，以达到经济或环境优化的目标。传统微电网研究在实际使用中还存在很多困难：
[0003]1.很少同时考虑到多RES和电池的调度，这使得区域电力资源无法得到最大程度的优化。而且通过控制用户的用电习惯来减少成本是不受欢迎的，且影响用户的用电体验。
[0004]2.不考虑微电网用户连接到主电网的影响(包括电力负荷和经济效益)也是不明智的，因为主电网供应商不会同意只对用户有利的事情。微电网无法真正平滑主网的电力负荷，以达到"削峰填谷"的效果。
[0005]3.大量的能源数据是微电网系统高效运行的基础，所以确保数据安全至关重要。传统的集中式能源管理系统依靠可信的第三方来确保系统安全，这会造成额外的成本和新的问题。
[0006]4.缺少一个可靠有效的能源交易平台。微电网系统中涉及到多个企业和用户之间的能源交易，这使得能源供应因许多非技术原因而中断。
[0007]而将区块链技术融入微电网的研究和尝试有很多。但是在目前的这些方案中，区块链只是用来实现P2P交易，扮演一个分布式数据平台的角色。并没有真正建立起分布式配置平台，实现区域主电网功率曲线的削峰填谷和各种电源的高效均衡配置。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于区块链的智能微电网系统调度方法、存储介质及设备，基于区块链的微电网模型，打破了企业用户之间的信任壁垒，提高了整个系统的运行效率和稳定性,除环境效益外，该系统具有重要意义。
[0009]本专利技术采用以下技术方案：
[0010]基于区块链的智能微电网系统调度方法，包括以下步骤：
[0011]S1、根据需求分析，获得智能微电网系统功能定义，使用硬件描述语言，在Coding style约束下完成基础功能系统RTL代码描述，在物联网上构建管理枢纽节点，负责传感器数据在一个区域内的格式转换，并通过分组签名机制和共识算法将数据存储在区块链网络上；
[0012]S2、基于步骤S1获取的数据，同时考虑温度、风速和光照强度的影响，建立预测模型预测下一天的功率数据；
[0013]S3、基于步骤S2的预测结果，在智能分配过程中，通过模拟退火法得到一组相关能源设备的运行决策序列，使得用户用电成本最小；当电网成本高于可再生能源RES的能源成本时，可再生能源RES发电设备打开；在低电价时，对电池进行充电，在高电价时，对电池进行放电，缓解主网压力，使用户在第二天的用电成本最小化，实现微电网系统调度。
[0014]具体的，步骤S2中，预测模型为：
[0015][0016]其中，y
t-i
代表t-i时间的实际值，y
t
为t时间的预测值，f
θ
代表带参数θ的预测函数，M
t-i
表示t-i时间的真实气象数据，N为选取的y的实际值的数量。
[0017]具体的，步骤S3中，运行决策序列D＝{Xtwd,Xtpv,Pt bt}，包含三个参数，分别代表t时刻风能启停系数，光伏发电启停系数和蓄电池充放电功率，决定RES发电设备在t时刻是否打开/关闭，储能设备是否充电/放电。
[0018]具体的，步骤S3中，将微电网经济调度问题表示为多阶段决策优化问题，使用模拟退火法，使用户在未来一天的用电成本C'最小化，具体为：
[0019]C'＝C+β
·
|S
N-S0|
[0020]其中，C为系统总成本，β为惩罚权重，S
N-S0为电池充电状态的初始状态和最终状态之差。
[0021]进一步的，用电成本包括：
[0022]RES成本C
reb
：
[0023][0024]其中，U
wd
和U
pv
表示风能和光伏发电的单价，表示t时刻风能发电量，表示t时刻光伏能发电量，n表示可再生能源发电设备在n个时刻发电数量，Δt表示时间轴的离散划分；
[0025]电池储能成本C
stor
：
[0026][0027]其中，U
bt
表示储能成本的单价，表示t时刻储能设备的充放电功率；
[0028]微电网与主网之间的能量交换成本
[0029][0030]其中，代表第t期微电网与主网之间的电力交换成本，为第t期从主网购买价格。
[0031]本专利技术的另一个技术方案是，一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，
所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述的方法中的任一方法。
[0032]本专利技术的另一个技术方案是，一种计算设备，包括：
[0033]一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行所述的方法中的任一方法的指令。
[0034]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0035]本专利技术具有以下优点：
[0036]1、基于区块链的微电网模型，打破了企业用户之间的信任壁垒，提高了整个系统的运行效率和稳定性。在模型结构、共识、加密技术等方面进行了不同的创新，使得区块链与微电网的结合更加可行、可靠。
[0037]轻量级与可扩展性。在模型中采用管理中心节点，避免大量物联网终端直接连接到区块链网络。那么终端就不需要添加专业组件，从而减少设备升级的压力。另一方面，允许大量基于不同协议的子网络接入区块链网络，大大提高了模型的扩展性和兼容性。
[0038]隐私与可追溯性。传统的区块链网络在实际应用中要求数据是透明的、开放的，以实现全局数据的使用。但这无疑会给用户和相关企业带来巨大的数据隐私威胁，进而影响区块链用户的参与热情。采用分组签名机制，将管理中心节点作为分组管理员，在不影响数据使用的前提下，混淆数据与用户之间的对应关系，保证数据隐私。另外，管理中枢节点会保存组员的密钥对，当系统检测到终端故障时，可以追溯问题终端的来源。
[0039]2、引入了一个基于信用交换的原则，以激励DERs公平参与电压调节。在调度阶段，将DER分为A和B两个子集，A参与调度，B不参与。当加入B时，DER可以要求获得积分，积分由A中满负荷运行的DER支付。反过来，未参与B的DER的信用降低，最终迫使其在未来加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于区块链的智能微电网系统调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据需求分析，获得智能微电网系统功能定义，使用硬件描述语言，在Coding style约束下完成基础功能系统RTL代码描述，在物联网上构建管理枢纽节点，负责传感器数据在一个区域内的格式转换，并通过分组签名机制和共识算法将数据存储在区块链网络上；S2、基于步骤S1获取的数据，同时考虑温度、风速和光照强度的影响，建立预测模型预测下一天的功率数据；S3、基于步骤S2的预测结果，在智能分配过程中，通过模拟退火法得到一组相关能源设备的运行决策序列，使得用户用电成本最小；当电网成本高于可再生能源RES的能源成本时，可再生能源RES发电设备打开；在日常电价时，对电池进行充电，在用电高峰电价时，对电池进行放电，缓解主网压力，使用户在第二天的用电成本最小化，实现微电网系统调度。2.根据权利要求1所述的基于区块链的智能微电网系统调度方法，其特征在于，步骤S2中，预测模型为：其中，y
t-i
代表t-i时间的实际值，y
t
为t时间的预测值，f
θ
代表带参数θ的预测函数，M
t-i
表示t-i时间的真实气象数据，N为选取的y的实际值的数量。3.根据权利要求1所述的基于区块链的智能微电网系统调度方法，其特征在于，步骤S3中，运行决策序列D＝{Xtwd,Xtpv,Pt bt}，包含三个参数，分别代表t时刻风能启停系数，光伏发电启停系数和蓄电池充放电功率，决定RES发电设备在t时刻是否打开/关闭，储能设备是否充电/放电。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨端，许晓伟，韩志英，孙曼，赵欢雷，李建鹏，张锐，
申请(专利权)人：西安君能清洁能源有限公司，
类型：发明
国别省市：