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以买方市场为例,其中设定分布式供电(卖电)方为 1、2、10、22、24、28 号节点,用电(买电)方为 3、6、20 号节点,本文选择基于以太坊的 ERC20 Toke n 作为结算货币,单位为token。由于以太坊区块链本身计算性能有限,本算例只考虑电力系统有功功率平衡问题。报价与电量如表 1 所示,无线路容量约束条件下的结算如表 2、3所示。
由以上可知,在不考虑线路传输裕度的情况下,由报价低的售电投标节点优先供电,由报价最低的 1、24、10 向 3、6、20 节点售电,节点1 和 24 出售完全部的电量,节点 10 出售 0.71 kW·h 的电量满足购电用户的总需求,此时买卖双方所购售下个周期的电量均为 13.27 kW·h,可满足电量平衡,进而可满足配电网功率平衡。成交单价按照式(4)计算为 195 token/(kW·h)。配电网各支路传输容量裕度如表 4所示。
由表 4 及表 2 可知,线路 1—2 、3—2 4 存在潮流越限情况,需要修正。按照文中第 2 节潮流修正机制及第 3节智能合约功能对线路潮流修正,智能合约计算结果及 Matpower计算结果如表 5 所示,潮流修正后电力交易结算情况如表 6 所示。
由以上可知,在考虑线路传输裕度的情况下,节点售电数量受到线路裕度限制,修正潮流越限情况后, 1节点及 24节点分别出售 4.2kW·h、1.27 kW·h 电能,未能完全出售投标数量;10 节点出售了更多的电量,达到 1.23 kW·h; 22 节点和28 节点作为新的出售方,分别出售 2.96 kW·h、
3.61 kW·h 电能。此时买卖双方所购售下个周期的电量均为 13.27 kW·h,可满足电量平衡,进而满足配电网功率平衡。
通过在以太坊私有链上的仿真表明:(1)潮流越限情况下,成功实现了售电方的传输电能自调整;( 2)用户可在以太坊区块链上使用以太坊代币 Token 完成电力交易,该过程公开透明, 结算由智能合约自动完成,保证了安全性;
( 3)考虑安全约束下基于区块链的分布式电力交易智能合约可顺利完成交易投标、报价排序、安全校核及修正、交易清算等功能。
5结语
本文设计了“ 多买多卖,分布式电能交易” 去中心化的交易模型与机制,在以太坊区块链上,依托智能合约实现了配电网去中心化电能多边交易流程,并引入配电网的潮流约束限制条件,将理论进一步贴合实际应用。
区块链在分布式电力多边交易中的运用值得深入研究,后续可能的方向包括:基于区块链的分布式电力多边交易最优规模研究,适用于分布式电力交易的区块链共识机制设计等。
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