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分布式节点之间的交易费用问题:基本思路是利用上节所述的运行矩阵建立监控算法和智能化控制机制,利用区块链技术解决交易信用和结算问题。
能源供需双方的资源速配和信任度问题:分布式能源运营过程中,不能采用传统的一对一资源速配,实际上是通过人工智能、基于运行矩阵实施的实时速配策略。供应方和消费方并无之间交易,交易过程透明,用户只需关注自身的输出量和消费量。节点信任度由管理体系自动评估,按照时段进行划分同时赋予一定的信任权重(类似金融信用),以区块链技术为核心的供需匹配自动导入该项权重并影响供方的交易机会获得概率。
调度策略最优化问题:应用人工智能机器进行调度,调度策略基于分布式网络数据、通过机器学习持续进行优化。
电力损耗问题:电力损耗是电力供应的难题,此处所言为非正常损耗(故障、泄漏),例如储能策略错误造成的能源损耗。通过区块链建立不可抵赖交易记录,通过运行矩阵建立全局及微观节点自动监控机制,可以较为精准的发现人为和技术漏洞,为降低损耗提供支持(具体解决问题需要人工介入,不在此讨论)。
三、 基于区块链的分布式能源运营解决方案
在分布式能源运营中利用区块链分布式算法建立分布于各个节点的分布式数据库与记账机制,通过互联网实现全网数据同步,通过功能维度、对象维度和属性维度来最大程度匹配分布式能源体系的特点。解决交易计价、风险测量、损耗评估、调度策略和结算等方面的技术瓶颈。分布式能源运营区块链的基本模型如下图:
基本模型与比特币等公有链相似,但本解决方案采用协议链模式,加入节点需要经过实体管理中心许可,或者说所有节点都是实名制的,不存在随意加入的机制。此外,由于电力供应的实时性要求,本解决方案采用的是实时动态分布式机制,实现该机制的技术方法难度较大,需要与比特币完全不同的快速记录验证方法。
分布式能源运营区块链可以保存所有节点和网络重要参数的数据(见运行矩阵),如电力/电量流向数据、调度数据、解算付费数据等。
其次,区块链能够辅助实现用配电的分散化决策。分散化决策取决于分布式能源体系各个节点和调度模块的互相协调,可确保整个系统始终处于高效运转的水平。实现模式多模块协同自治,决策数据基于区块链记录,决策机制由人工智能机器给出并通过物理网联动执行设备完成。分布式能源运营技术系统的主要模块包括:能源流向监控模块、电力调度模块、能量供应策略供应模块、计费解算模块。各模块的协同自治,借助区块链的底层加密技术原理和分布式存储数据库。各个模块基于流向验证共识机制,通过链式优化实现最优运行策略。
区块链上的能源交易不涉及到共同对手方的问题,因此很大程度上解决了交易信任度,降低了信用风险,也提高了能源交易主体的公信力(链上公信力)。区块链上的能源交易形成形形色色的“能源区块”,区块记录的数据包括流向数据、调度数据、计费解算和节点信任度评估数据。数据统一封装分布记录保存在链上,数据一旦上链即具有不可篡改性、可追溯性和非对称加密特性。
例子:冗余供电
在运营矩阵显示的节点供电电力总和超出节点申请消费电力总和时,需要采用一定的决策机制选择供电节点。基本的方法类似比特币,但由于实时性和动态性要求,调查策略需要快速决策供电节点以保持供电网络的稳定,为此而研发了专门的决策算法(可类比比特币的挖矿)。同时,不同于比特币的等权竞争,本系统根据各节点的信任度导入权重,高信任度节点具有较高的获得概率。
后记
分布式能源运营问题较为复杂,导入区块链技术需要解决诸多难题。本文仅仅概要介绍研究院的相关研究内容,未来将就其中专题问题逐步开放讨论。
作者单位:飞利信大数据研究院
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