[發明專利]一種基于多區塊鏈的去中心化調頻輔助交易方法

在審

• 申請號: 202110720529.0
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113393227A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 劉可真;劉果;駱釗;沈賦;代瑩皓;林錚;梁玉平
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06Q20/08
• 分類號: G06Q20/08;G06Q10/06
• 代理公司: 昆明潤勤同創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53205
• 代理人: 付石健

本發明一種基于多區塊鏈的去中心化調頻輔助交易方法屬于電力市場的技術領域，在日前交易和現貨市場交易的基礎上，構建了日前交易組合雙拍賣模型、提出了一種基于觸發機制的現貨市場交易成本分攤模型，設計了鏈上交易過程和成本分攤的共識算法，對兩類交易的數值計算結果分析表明，所提出的拍賣模型能夠滿足調頻買家的不同需求，所提議的分攤方法強調了頻率變化的觸發應該導致更高的成本；采用的技術方案包括以下步驟：步驟S1）提出基于多區塊鏈方法的調頻輔助服務交易框架，步驟S2）對調頻輔助服務市場進行數學建模，步驟S3）介紹交易過程和共識算法，步驟S4）在多區塊鏈上實現交易的模擬，步驟S5）對共識算法進行性能分析。

技術領域

本發明一種基于多區塊鏈的去中心化調頻輔助交易方法屬于電力市場的技術領域。

背景技術

調頻市場(FRM)是輔助服務市場不可或缺的一部分，但目前面臨著嚴峻的挑戰。一方面，交易的數量正在迅速增加。系統運營商(SO)或區域輸電組織(RTO) 作為市場管理者和運營商，承擔著費用結算、數據存儲、市場信息披露等繁重的工作。另一方面，隨著調頻市場規模的擴大，市場主體的違約風險也在不斷增加。監管信號、負荷比等相關數據難以追蹤，有時買賣雙方對交易信息存在疑問。區塊鏈技術作為一種去中心化的分布式賬本，是受其數據不可篡改、反隱私泄露的特點啟發而引入市場的。我們試圖利用該數據庫建立一個可跟蹤的調頻交易系統，以提高電力市場的整體運行效率、交易透明度和安全性。

賓夕法尼亞州-新澤西州-馬里蘭州(PJM)是美國一個成熟的電力市場。其營辦商不斷探索交易規則，并建立一套系統，以支持調頻市場的運作。賓夕法尼亞州-新澤西州-馬里蘭州(PJM)監管市場為賓夕法尼亞州-新澤西州-馬里蘭州 (PJM)參與者提供了一個以市場為基礎的購買和銷售監管輔助服務的系統。資源所有者提交特定的供應商以獲得調節能力和調節性能，賓夕法尼亞州-新澤西州-馬里蘭州(PJM)將這些供應商與市場網關系統中的能源供應商和資源時間表一起作為輸入數據，發送給輔助服務優化器，后者是一個小時前的市場清盤引擎。輔助服務優化器優化RTO調度配置文件，并預測地點邊際價格，以確定每小時的監管承諾，以滿足需求。然而，賓夕法尼亞州-新澤西州-馬里蘭州(PJM)的調頻市場、美國中西部獨立系統運營商(MISO)、加州獨立系統運營商(CAISO)和德克薩斯州電力可靠性委員會(ERCOT)被用于一個中心架構。雖然各國的調頻服務在帳單及產品種類上各具特色，但頻率規管服務在市場上的中心地位是顯而易見的。市場的緊縮在一定程度上阻礙了雙邊交易。此外，市場是強制性的，不太活躍，而調頻債務人不愿意積極購買調頻服務，因此迫切需要探索新的貿易產品來彌補調頻成本。

幾位研究者研究了如何優化參與者在不同的市場規則下的運行。相關文獻提出了車輛-電網(V2G)閉環控制來實現調頻和電動汽車充電需求的滿足。利用負荷的可控容量進行車輛-電網(V2G)控制，將控制中心的調節信號發送到電動汽車。儲能系統(ESS)作為調頻市場中的一種新興技術，其潛力也受到了人們的關注。儲能系統是提供慣性響應和一次調頻的合適解決方案。雖然車輛-電網(V2G)控制和儲能系統等新型調頻產品已經在管控和運營方面進行了深入研究，但仍缺乏交易渠道，無法發揮其帶來的經濟效益。更重要的是，在資金層面，系統運營商沒有獲得市場參與者的充分信任。相關文獻指出，系統運營商未能向規管提供者發出足夠的價格信號，給規管提供者造成經濟損失。增加市場成員之間的互信也是一個問題。

區塊鏈技術是一個安全的去中心化分攤賬本(數據庫)在一個不可信的點對點(P2P)網絡。它已經應用于電力市場的許多場景，如光伏發電交易、微網交易等。相關文獻提出了一種基于有向無環圖和微網的安全管理框架，但這種方法沒有考慮市場上數據的真實性和可靠性。相關文獻將區塊鏈作為一種分布式工具，它超越了能源交易的經濟方面，可用于為微電網的技術運行做出分布式決策，但僅考慮了中壓微電網，該工具未應用于各種運行場景。以無功調節的輔助服務與區塊鏈技術相結合為例。時至今日，大部分研究仍停留在單一的區塊鏈上。該結構不能滿足高吞吐量事務。在區塊鏈網絡中，工作量證明(PoW)會浪費大量的計算資源，而權益證明(PoS)會使部分參與者獲得壟斷地位。當節點數量增加到一定程度時，實用拜占庭容錯(PBFT)算法的共識性效率將下降。