[發(fā)明專利]一種基于區(qū)塊鏈的能源路由裝置及能源管理方法

在審

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• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113763169A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何清素;靳丹;李玉杰;程玉濤;沙孝聰;閆曉斌;韓慶芝;李帥;郭凱
• 申請（專利權(quán)）人: 甘肅同興智能科技發(fā)展有限責(zé)任公司;國網(wǎng)甘肅省電力公司;國網(wǎng)甘肅省電力公司平?jīng)龉╇姽?/a>
• 主分類號: G06Q40/04
• 分類號: G06Q40/04;G06Q50/06;G06F21/64;G06F21/60;G06F16/27
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 朱廣

本發(fā)明提供一種基于區(qū)塊鏈的能源路由裝置及能源管理方法，屬于能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。該能源路由裝置包括控制模塊、計(jì)量模塊、存儲(chǔ)模塊、區(qū)塊鏈模塊、通訊模塊和定位模塊。本發(fā)明利用物聯(lián)網(wǎng)的多層級結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源交換，同時(shí)以不同需求的用戶作為節(jié)點(diǎn)，建立節(jié)點(diǎn)間的價(jià)值信任；該路由裝置設(shè)有計(jì)量模塊，分布式能源、蓄能以及能源用戶的輸入量與輸出量的雙向計(jì)量，使分散式智能微電網(wǎng)的能源能夠計(jì)量、交易和記錄，分布式的輸出側(cè)與供應(yīng)側(cè)通過能源路由器作為交易收費(fèi)的依據(jù)，使微電網(wǎng)在經(jīng)濟(jì)上更加可行；該裝置設(shè)置有區(qū)塊鏈模塊及能源監(jiān)控模塊，通過能源監(jiān)控模塊與區(qū)塊鏈模塊實(shí)現(xiàn)信息交互，根據(jù)區(qū)塊數(shù)據(jù)可追溯能源交換信息、可結(jié)算能源交易。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，特別涉及一種基于區(qū)塊鏈的能源路由裝置及能源管理方法。

背景技術(shù)

能源互聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有能源供給系統(tǒng)與配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的電力電子技術(shù)和信息技術(shù)，融合了新能源技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將大量分布式能源采集裝置和分布式能源儲(chǔ)存裝置互聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)能量和信息雙向流動(dòng)的能源對等交換和共享網(wǎng)絡(luò)。無論是傳統(tǒng)電網(wǎng)，還是信息能源融合下的能源互聯(lián)網(wǎng)，電力流的輸送都需按照區(qū)域分布特點(diǎn)，分層分級地輸送或交換，既能夠?qū)崿F(xiàn)能源的有效傳輸和高效利用，又能夠保障安全、有序地進(jìn)行管控。

能量路由器作為能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵核心設(shè)備，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)中多種形式能量的協(xié)調(diào)管理、可再生分布式能源的高效利用以及保障電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，能量路由器的主要任務(wù)是調(diào)整能量的流動(dòng)和進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息傳遞，可以實(shí)現(xiàn)能源信息的量測采集、能源路由的分析與控制以及能源的定向傳輸。由于能源互聯(lián)網(wǎng)對能源系統(tǒng)的暫態(tài)性能要求高，能源路由器不僅要滿足用戶的交易需要，同時(shí)要對網(wǎng)絡(luò)中能源的任何關(guān)聯(lián)變化做出及時(shí)的反應(yīng)。

能量路由器的功能取決于其在能源互聯(lián)網(wǎng)所處的位置及在網(wǎng)絡(luò)中的層次。在微電網(wǎng)中，能源路由器與用戶設(shè)備相連接，設(shè)備類型主要有分布式能源、儲(chǔ)能單元和各類負(fù)荷等，這些設(shè)備和能量路由器共同構(gòu)成了一個(gè)“局域”能源互聯(lián)網(wǎng)，能量路由器作為中央控制器。同時(shí)，能源路由器將所有微電網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來，形成廣域能源互聯(lián)網(wǎng)。

從能源路由網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的角度，把能源互聯(lián)網(wǎng)劃分為能源終端網(wǎng)絡(luò)、能源互聯(lián)微網(wǎng)和廣域能源互聯(lián)網(wǎng)3個(gè)層級，并在此基礎(chǔ)上將能源路由器分為微網(wǎng)路由和廣域能源路由兩個(gè)層級的路由結(jié)構(gòu)。

微網(wǎng)負(fù)荷模型與終端負(fù)荷模型集是能源路由控制的基礎(chǔ)和對象，它們共同完成能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源交換機(jī)制。終端負(fù)荷模型集是指局域能源微網(wǎng)內(nèi)所有功率實(shí)體的數(shù)學(xué)模型集合，它描述了功率實(shí)體在微網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)功率狀況。一般地，終端負(fù)荷數(shù)學(xué)模型包括：發(fā)電側(cè)的光伏發(fā)電模型、風(fēng)力發(fā)電模型、火力發(fā)電模型；儲(chǔ)能側(cè)的相變儲(chǔ)能模型、化學(xué)儲(chǔ)能模型；消納側(cè)的阻抗模型和等效獲得的燃?xì)饽Ｐ汀崃δＰ偷取Ｎ⒕W(wǎng)負(fù)荷模型是指單個(gè)微網(wǎng)的總負(fù)荷特性，它定量地描述該微網(wǎng)功率冗余或不足的變化規(guī)律，為廣域能源路由控制提供依據(jù)。微網(wǎng)負(fù)荷模型的建立需依據(jù)局域能源路由的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，也是一類時(shí)變模型。

能源路由器作為能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)能量管理和能量交換，對輸入/輸出能源進(jìn)行計(jì)量，并可根據(jù)用戶負(fù)荷動(dòng)態(tài)地路由能源方向。然而在目前能源路由器的關(guān)鍵技術(shù)中，對于計(jì)量的價(jià)值信任遭到質(zhì)疑，也缺少一種合理的路由策略來對互聯(lián)網(wǎng)中的能源進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)度。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N以時(shí)間順序?qū)⒔灰仔畔⒋虬蓴?shù)據(jù)區(qū)塊組成的塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)上是一個(gè)去中心化的加密數(shù)據(jù)庫，通過加密和分布式共識(shí)機(jī)制的技術(shù)手段來解決參與方的信任問題和數(shù)據(jù)的安全問題，區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)由全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)，從而有效傳遞價(jià)值信息。區(qū)塊鏈自身特點(diǎn)包括不可篡改、可追溯、對參與方透明等特性，進(jìn)而創(chuàng)造信任、傳遞價(jià)值。通過使用智能合約，經(jīng)過雙方同意的合約規(guī)則可在不受人為干預(yù)的情況下自動(dòng)執(zhí)行，進(jìn)一步增加區(qū)塊鏈技術(shù)作為“信任機(jī)器”的特點(diǎn)，在廣泛應(yīng)用下可能成為“信任社會(huì)”的信用基礎(chǔ)設(shè)施。

發(fā)明內(nèi)容