（來源：微信公眾號“電網(wǎng)技術(shù)” ID：dwjs1957 作者：編輯部）

1、研究背景

在多元化的市場結(jié)構(gòu)中，大規(guī)模具有靈活充放電特性的電動汽車將成為建設(shè)智能電網(wǎng)的有機(jī)組成部分。由于電動汽車負(fù)荷資源分散、不確定性高，需通過代理商入網(wǎng)，二者之間可簽訂靈活的交易合同來確保利益平衡。相應(yīng)地，代理商通過電力調(diào)度中心與電網(wǎng)公司之間也需簽訂相應(yīng)的交易合同。然而，傳統(tǒng)集中配置資源的方式下，用戶和代理商、代理商和電力調(diào)度中心之間存在很大程度上的數(shù)據(jù)篡改、信息不對稱、交易成本高等問題。區(qū)塊鏈技術(shù)具有分布式賬本和智能化合約體系，已成為記錄分布式能源交易的有效解決方案。因此，可以在電動汽車入網(wǎng)機(jī)制中引入?yún)^(qū)塊鏈的智能合約技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分布式去中心化的調(diào)度，滿足各市場主體對可信任、公平、隱私等方面的要求。

2、研究內(nèi)容

智能合約多采用自動化腳本語言嵌入交易邏輯中，在處理電力系統(tǒng)中大規(guī)模復(fù)雜優(yōu)化問題時存在不足，故為充分發(fā)揮智能合約的優(yōu)勢，本文將區(qū)塊鏈的鏈上分布式交易與鏈下集中調(diào)度相結(jié)合，其整體框架如圖1所示。

圖1 智能合約下電動汽車競價交易框架

參與到鏈上交易機(jī)制的市場主體包括電動汽車用戶、代理商和電力調(diào)度中心，分別構(gòu)成區(qū)塊鏈中獨(dú)立節(jié)點(diǎn)層，進(jìn)而再由各節(jié)點(diǎn)層組成點(diǎn)對點(diǎn)的分布式交易網(wǎng)絡(luò)。每個市場主體基于含IP地址、公鑰和私鑰等加密信息的節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身利益需求向區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易池中發(fā)布請求。

整體上，在各市場主體與鏈上鏈下層次結(jié)構(gòu)之間嵌入含電動汽車充放電量的優(yōu)化調(diào)度負(fù)荷，以電動汽車充放電電價為經(jīng)濟(jì)調(diào)度杠桿，相互達(dá)成含充放電合約電量和電價信息的智能合約，自動執(zhí)行相應(yīng)的充放電資源交易，并記錄在底層區(qū)塊鏈分布式賬本中，形成相互共識、不可篡改、安全透明的區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。自上而下，實(shí)現(xiàn)整個競價機(jī)制的供求動態(tài)平衡與安全信任保障。

各市場主體間智能合約設(shè)計(jì)：1）用戶層與代理商層在考量電池?fù)p耗、行駛需求、放電補(bǔ)償?shù)日埱蠛?，以用戶購電成本最小、代理商充放電套利最大為目?biāo)，達(dá)成智能合約。2）代理商層與電力調(diào)度中心層在考量電網(wǎng)公司購售電利益、機(jī)組狀況等請求信息后，以電網(wǎng)負(fù)荷方差最小、電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度成本最小為目標(biāo)，達(dá)成智能合約。

結(jié)合粒子群和遺傳算法的內(nèi)外尋優(yōu)關(guān)系求解智能合約模型，優(yōu)化制定電動汽車充放電電價，實(shí)現(xiàn)電動汽車充放電資源的合理分配，如圖2所示。

圖2 各市場主體每時段達(dá)成的合約電量與電價

基于電價結(jié)果，代理商對電動汽車進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度后的電網(wǎng)負(fù)荷曲線如圖3所示。相比于無序充電與有序充電，本文調(diào)度下的充放電策略實(shí)現(xiàn)更好的電網(wǎng)負(fù)荷削峰填谷效果。

圖3 電網(wǎng)總負(fù)荷

不同調(diào)度策略下各市場主體的最優(yōu)利益如表1所示。有效地實(shí)現(xiàn)了用戶、代理商和電力調(diào)度中心的三方經(jīng)濟(jì)共贏。

表1 各市場主體最優(yōu)利益

后續(xù)研究方向

智能合約的部署與應(yīng)用大多基于以太坊、超級賬本等區(qū)塊鏈開發(fā)平臺實(shí)現(xiàn)。區(qū)塊鏈技術(shù)作為分布式賬本數(shù)據(jù)架構(gòu)封裝于平臺底層，以支持各種邏輯多樣的智能合約的嵌入。本文后續(xù)工作中，可進(jìn)一步研究區(qū)塊鏈以太坊環(huán)境下含電動汽車V2G的競價交易機(jī)制。

參 文 格 式

劉維揚(yáng)，王冰，王敏，等.智能合約技術(shù)下電動汽車入網(wǎng)競價機(jī)制研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2019，43(12)：4344-4352．

Liu Weiyang, Wang Bing, Wang Min,et al. Research on electric vehicles participating in bidding mechanism of power grid based on smart contract technology [J]．Power System Technology，2019，43(12)：4344-4352 (in Chinese)．

相關(guān)文獻(xiàn)

宮鑫，林濤，蘇秉華．電動汽車代理在電力市場的最優(yōu)競標(biāo)策略[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2016，40(9)：2596-2602．

平健，陳思捷，張寧，等．基于智能合約的配電網(wǎng)去中心化交易機(jī)制[J]．中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2017，37(13)：3682-3690．

潘樟惠，高賜威，劉順桂．基于需求側(cè)放電競價的電動汽車充放電調(diào)度研究[J]．電網(wǎng)技術(shù)，2016，40(4)：1140-1146．

團(tuán)隊(duì)介紹

河海大學(xué)網(wǎng)絡(luò)化研究與智能控制研究室成立于2009年9月，在河海大學(xué)教授、碩士生導(dǎo)師王冰老師的帶領(lǐng)下，經(jīng)過數(shù)年來艱苦的奮斗和不懈的努力，在光伏和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)以及非線性系統(tǒng)控制研究等方面取得了顯著的成績。數(shù)年來，研究組主持或承擔(dān)了包括國家自然科學(xué)基金、國家電網(wǎng)科技項(xiàng)目在內(nèi)的10多項(xiàng)科研項(xiàng)目，取得了豐富的科研成果。

作者介紹

劉維揚(yáng)，碩士研究生，主要研究方向?yàn)閰^(qū)塊鏈技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用、電動汽車入網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度，E-mail：851805472@qq.com。

王冰，博士，教授，碩士生導(dǎo)師。長期從事網(wǎng)絡(luò)化非線性系統(tǒng)控制理論研究、可再生能源發(fā)電控制技術(shù)研究、人工智能應(yīng)用研究等。主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目與青年項(xiàng)目2項(xiàng)，參與包括“十一五”支撐計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、國網(wǎng)公司科技課題等10余項(xiàng)項(xiàng)目；發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，其中SCI/EI檢索論文30余篇，第一作者出版學(xué)術(shù)著作2部；獲得專利授權(quán)10余項(xiàng)?，F(xiàn)擔(dān)任江蘇省自動化學(xué)會理事、中國自動化學(xué)會青年工作委員會常務(wù)委員、中國電工技術(shù)學(xué)會高級會員、中國電機(jī)工程學(xué)會會員、中國控制會議（CCC）程序委員會委員等職務(wù)。E-mail：icekingking@ hhu.edu.cn。

王敏，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)殡娏κ袌?、人工智能在電網(wǎng)中的應(yīng)用等，E-mail：wangmin@hhu.edu.cn。

陳桂儒，碩士研究生，主要研究方向?yàn)殡妱悠嚾刖W(wǎng)規(guī)劃調(diào)度、風(fēng)力發(fā)電功率預(yù)測，E-mail：850678304@qq.com。

原標(biāo)題:河海大學(xué)劉維揚(yáng)、王冰等：區(qū)塊鏈+電動汽車：探索電動汽車參與電力市場競價新機(jī)制