基于區(qū)塊鏈的共享儲(chǔ)能應(yīng)用平臺(tái)
1、 單位簡(jiǎn)介
國網(wǎng)青海省電力公司：國網(wǎng)青海省電力公司成立于2002年，是國家電網(wǎng)有限公司全額出資的有限責(zé)任公司，以建設(shè)運(yùn)營(yíng)電網(wǎng)為核心業(yè)務(wù)，承擔(dān)著保障安全、經(jīng)濟(jì)、清潔、可持續(xù)的電力供應(yīng)的基本使命，供電面積62.2萬平方公里。公司注冊(cè)資本142.76億元，資產(chǎn)總額432.32億元，下屬20個(gè)職能部門、8家地市公司、10家業(yè)務(wù)支撐單位，共有職工7930人。公司連續(xù)5年保持“青海企業(yè)50強(qiáng)”第二名。
深圳前海益鏈網(wǎng)絡(luò)科技有限公司：益鏈科技是一家聚焦于“區(qū)塊鏈+產(chǎn)業(yè)”，定位于利用區(qū)塊鏈技術(shù)及服務(wù)，結(jié)合行業(yè)需求，整合金融等相關(guān)資源，推動(dòng)場(chǎng)景創(chuàng)新及行業(yè)生態(tài)聚變的科技公司。公司擁有自主產(chǎn)權(quán)的區(qū)塊鏈底層技術(shù)，核心團(tuán)隊(duì)來自華為、英特爾、百度、國泰君安等業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)。公司已在基于區(qū)塊鏈增信的供應(yīng)鏈金融，溯源防偽，普惠金融，可視化政務(wù)治理，智慧能源交易，公益，體育等不同領(lǐng)域落地諸多創(chuàng)新場(chǎng)景。公司致力于區(qū)塊鏈技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)，已申請(qǐng)數(shù)十項(xiàng)中國發(fā)明專利以及國際發(fā)明專利。
2、 引言（介紹項(xiàng)目現(xiàn)在的背景）
作為我國新能源最為豐富的地區(qū)之一，青海省新能源行業(yè)發(fā)展處于國內(nèi)各省市區(qū)前列。截至2019年12月，青海省電力裝機(jī)容量達(dá)到3182萬千瓦，其中太陽能、風(fēng)電裝機(jī)分別為1119萬千瓦和487萬千瓦，新能源已成為青海第一大電源，目前裝機(jī)占比已達(dá)到全省裝機(jī)的50.5%。然而，與傳統(tǒng)的火力、水力發(fā)電方式相比，風(fēng)電、光伏等可再生能源出力具有間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性，受天氣條件的影響大，出力可調(diào)控能力差，短時(shí)間內(nèi)極易出現(xiàn)功率過剩或缺額現(xiàn)象，給電網(wǎng)規(guī)劃與調(diào)度運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能是解決青海省新能源發(fā)電和負(fù)荷用電時(shí)空不匹配的絕佳手段，它能夠?qū)㈦娏ιa(chǎn)和消費(fèi)在時(shí)間上進(jìn)行解耦，使得傳統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡的“剛性”電力系統(tǒng)變得“柔性”。 共享儲(chǔ)能是在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下產(chǎn)生的新一代儲(chǔ)能理念，具有分布廣泛、應(yīng)用靈活的優(yōu)點(diǎn)，可以有效提升高滲透率下電網(wǎng)的穩(wěn)定特性和對(duì)新能源的消納能力，目前已成為能源互聯(lián)網(wǎng)框架中儲(chǔ)能應(yīng)用的重要研究方向之一。
當(dāng)前，共享儲(chǔ)能尚處于起步階段，針對(duì)共享儲(chǔ)能交易運(yùn)行技術(shù)的系統(tǒng)性研究還有待開展。一是研究能夠配合電力系統(tǒng)調(diào)度以及新能源電量交易的共享儲(chǔ)能交易機(jī)制，考慮峰谷電價(jià)和新能源補(bǔ)貼政策影響，構(gòu)建適用于源、網(wǎng)、荷側(cè)不同商業(yè)運(yùn)營(yíng)環(huán)境下的共享儲(chǔ)能交易模型；二是解決共享儲(chǔ)能的市場(chǎng)化交易公信力、市場(chǎng)交易結(jié)果精確區(qū)分和控制等問題，提高共享儲(chǔ)能交易的公平性、透明性。區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種新型的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，能夠支持海量用戶的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易，以智能合約的形式自動(dòng)執(zhí)行交易結(jié)果的清分結(jié)算，成為共享儲(chǔ)能交易運(yùn)行的支撐技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可信能源交易。
3、 案例情況概述
儲(chǔ)能作為一項(xiàng)新興主體，在陸續(xù)出臺(tái)的政策中逐漸被列為電力市場(chǎng)的參與主體，為儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行、充分發(fā)揮其可提供多種類服務(wù)的潛力提供了可能。通過研究并實(shí)現(xiàn)基于區(qū)塊鏈的共享儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，應(yīng)用區(qū)塊鏈的三大功能包括數(shù)據(jù)存證、智能合約和數(shù)字通證，保障參與電力市場(chǎng)交易的用戶的交易合法、安全、有效性，助力青海電力市場(chǎng)化交易實(shí)現(xiàn)“公開、公平、公正”的三公目標(biāo)。區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)不可篡改的特性可以確保鏈上數(shù)據(jù)的真實(shí)可信，自帶的多方參與的屬性可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全快捷的共享，通過把鏈上數(shù)據(jù)開放給政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和用戶來提高數(shù)據(jù)的公信力和使用價(jià)值；基于存證數(shù)據(jù)編寫清分結(jié)算的智能合約，任何參與方可以核實(shí)以智能合約的形式實(shí)現(xiàn)的清分結(jié)算規(guī)則，檢測(cè)清分結(jié)算的結(jié)果，保障清分結(jié)算的透明、可信；通過發(fā)行數(shù)字通證對(duì)清分結(jié)算的結(jié)果進(jìn)行記賬，既可以保證賬目的清晰、安全、可追溯，又推動(dòng)了電費(fèi)資產(chǎn)的數(shù)字化，為未來開展更廣闊的金融服務(wù)奠定基礎(chǔ)。
4、 行業(yè)痛點(diǎn)和解決思路
行業(yè)痛點(diǎn)：
當(dāng)前，能源轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行，新能源發(fā)展如日中天。然而，受其發(fā)電波動(dòng)性強(qiáng)的影響，新能源消納成為全球亟需突破的難題。青海作為我國新能源裝機(jī)占比最高的省份，也面臨著同樣的困惑，特別是2020年由青海送出的全國首條清潔能源特高壓通道建成后，電量組織存在諸多難題亟待解決。青海省新能源電站發(fā)展起步早，目前是全國新能源裝機(jī)占比最高的省域電網(wǎng)，棄電問題日趨嚴(yán)重，2019年新能源棄電率指標(biāo)達(dá)到5.8%。
解決思路：
在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，青海新能源成為發(fā)電主體，而儲(chǔ)能系統(tǒng)具有靈活充放電能力，共享儲(chǔ)能的推廣應(yīng)用將為減少新能源棄電，提升新能源消納能力，提供很好解決方案。但儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本效益、價(jià)格響應(yīng)等涉及的因素繁多，儲(chǔ)能的市場(chǎng)和價(jià)格機(jī)制不完善，因此需要開發(fā)新的能源管理系統(tǒng)和分布式控制策略，進(jìn)一步探索儲(chǔ)能資源參與大規(guī)模新能源消納的商業(yè)模式和價(jià)格激勵(lì)機(jī)制，構(gòu)建開放、共享、透明、公開的市場(chǎng)化交易環(huán)境，為更多儲(chǔ)能企業(yè)參與輔助服務(wù)交易提供便利。
我們將區(qū)塊鏈技術(shù)引入新能源輔助服務(wù)交易，搭建了以省電力調(diào)控中心為盟主的共享儲(chǔ)能調(diào)峰市場(chǎng)交易聯(lián)盟鏈，著力解決儲(chǔ)能調(diào)峰交易結(jié)果數(shù)據(jù)存證、智能合約清分結(jié)算和財(cái)務(wù)通證記賬以及電費(fèi)資產(chǎn)證券化的問題，提升市場(chǎng)交易的公信力。
基于區(qū)塊鏈的新能源數(shù)據(jù)存證流程：交易執(zhí)行合約和結(jié)果作為交易憑據(jù)在區(qū)塊鏈平臺(tái)完成存證，依托智能合約完成交易清分和結(jié)算，查詢分析。保證了交易從組織申報(bào)、出清、執(zhí)行、清分、結(jié)算各個(gè)環(huán)節(jié)的安全、透明、可信。
交易量?jī)r(jià)信息上傳到區(qū)塊鏈進(jìn)行存證，使用智能合約進(jìn)行清分結(jié)算，得到最終的計(jì)費(fèi)信息，計(jì)費(fèi)信息就是在一段時(shí)間內(nèi)各個(gè)電廠應(yīng)該獲得的收益，或者是用戶需要支付的資金，也可以直接將計(jì)費(fèi)信息上鏈存證。在區(qū)塊鏈上可以發(fā)行通證，分別表示應(yīng)付和應(yīng)收，根據(jù)計(jì)費(fèi)信息，利用通證轉(zhuǎn)賬的智能合約最終把通證轉(zhuǎn)移給不同的市場(chǎng)主體。
5、 （業(yè)務(wù)優(yōu)化）使用區(qū)塊鏈前后的業(yè)務(wù)邏輯對(duì)比/優(yōu)化
應(yīng)用區(qū)塊鏈后的業(yè)務(wù)流程
共享儲(chǔ)能系統(tǒng)作為新型儲(chǔ)能應(yīng)用、信息物理融合、多元市場(chǎng)融合的“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源產(chǎn)物，需要建立快速、公開、透明、安全的運(yùn)營(yíng)交易體系，從而實(shí)現(xiàn)“儲(chǔ)能共享、多能協(xié)同、信息對(duì)稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開放”等功能。而按照傳統(tǒng)交易規(guī)則設(shè)計(jì)的共享運(yùn)營(yíng)交易平臺(tái)在解決多主體間的可信認(rèn)證、交易的安全性、賬本記錄與追溯等方面存在一定的技術(shù)限制，無法滿足現(xiàn)有交易的需求。
區(qū)塊鏈技術(shù)本身就在革新傳統(tǒng)的多方交易模式，以保障信任為核心，促進(jìn)交易、認(rèn)證等多方面高效運(yùn)行。因此，在考慮國網(wǎng)公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全的前提下，以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為契機(jī)，通過實(shí)踐基于區(qū)塊鏈技術(shù)共享儲(chǔ)能系統(tǒng)商業(yè)運(yùn)營(yíng)與交易模式的應(yīng)用。構(gòu)建基于區(qū)塊鏈聯(lián)盟鏈架構(gòu)下共享儲(chǔ)能用戶、新能源發(fā)電商、服務(wù)供應(yīng)商等多主體間交易體系，并針對(duì)共享儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)交易中的可信認(rèn)證、交易執(zhí)行、對(duì)賬出清、結(jié)算支付、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)分析、賬本記錄與追溯、用戶隱私保護(hù)、用戶分級(jí)等問題，構(gòu)建合理的共享儲(chǔ)能交易規(guī)則，基于區(qū)塊鏈平臺(tái)完成相應(yīng)功能實(shí)踐應(yīng)用。
6、 應(yīng)用成果
基于區(qū)塊鏈技術(shù)的儲(chǔ)能調(diào)峰市場(chǎng)化交易平臺(tái)從2019年6月18日正式啟動(dòng)試運(yùn)行。截止2019年12月底，累計(jì)組織儲(chǔ)能參與調(diào)峰市場(chǎng)化交易充電電量1648萬千瓦時(shí)，放電電量1286萬千瓦時(shí)，區(qū)塊鏈交易存證數(shù)據(jù)上千萬條，為促進(jìn)新能源消納發(fā)揮了重要作用。這是新能源在全國落地實(shí)踐的重要里程碑，國資委、能源局紛紛報(bào)道。
為何采用區(qū)塊鏈技術(shù)，說明區(qū)塊鏈在其中的不可替代性
（1） 融合區(qū)塊鏈加密技術(shù)、智能合約和共識(shí)機(jī)制，將新能源受阻電力、電量與儲(chǔ)能系統(tǒng)接收電力、電量通過信息技術(shù)采集過程記錄在區(qū)塊鏈上，可視化、可追溯；
（2）優(yōu)化了源儲(chǔ)兩端電力、電量、電價(jià)難以精準(zhǔn)區(qū)分、匹配的難題。基于區(qū)塊鏈底層實(shí)現(xiàn)具有配合能量調(diào)度、新能源電量交易統(tǒng)計(jì)等功能的系統(tǒng)，優(yōu)化了新能源電廠和儲(chǔ)能電站的快速撮合交易實(shí)施難度大的問題，保證了交易數(shù)據(jù)安全管理、共享和對(duì)等可信傳輸；
（3）區(qū)塊鏈的融入使各參與方共享數(shù)據(jù)更加安全、方便、可信。數(shù)據(jù)所有權(quán)明確：所有數(shù)據(jù)都是通過各自的節(jié)點(diǎn)上傳，再由區(qū)塊鏈同步各節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)，由于區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)無法篡改，所以數(shù)據(jù)所有權(quán)在上鏈的那一刻就得到了確定；
（4）由于其他各方所傳的數(shù)據(jù)所有權(quán)明確，可以對(duì)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，避免不必要的糾紛，數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證增強(qiáng)了數(shù)據(jù)可信度，增加電網(wǎng)的公信力，最終可以實(shí)現(xiàn)“三公” （公平、公正、公開）的要求。
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