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我(wo)國(guo)(guo)新(xin)能源發展(zhan)已經走(zou)在(zai)了(le)世界前列，水電(dian)(dian)、風(feng)電(dian)(dian)、太陽(yang)能發電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)已均居世界第一。為了(le)進一步(bu)構建(jian)清(qing)潔、高效、安全(quan)、可持續的現代能源體系，國(guo)(guo)家大力推進能源互聯(lian)網(wang)(wang)的試點與示范工(gong)程(cheng)，積極(ji)探索支撐(cheng)能源互聯(lian)的新(xin)技(ji)術(shu)、新(xin)模式、新(xin)業態。能源互聯(lian)網(wang)(wang)是(shi)促進我(wo)國(guo)(guo)能源轉型的重要手段，而特高壓、云計(ji)算、大數據、物聯(lian)網(wang)(wang)、區塊鏈等被認為是(shi)能源互聯(lian)網(wang)(wang)的關鍵(jian)支撐(cheng)技(ji)術(shu)。

能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互聯網(wang)是能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)網(wang)絡(luo)和互聯網(wang)深(shen)度融合(he)的(de)產物(wu)(wu)，能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互聯網(wang)集合(he)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)電網(wang)、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)石油網(wang)、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)燃氣網(wang)、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)水網(wang)等(deng)多(duo)個行業，包括(kuo)二次(ci)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)電力和產生(sheng)電力的(de)一次(ci)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)風能(neng)(neng)(neng)(neng)、太陽能(neng)(neng)(neng)(neng)、核(he)電、生(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)等(deng)，以及傳(chuan)統石化能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)、環(huan)保節能(neng)(neng)(neng)(neng)、排放控制、垃圾(ji)發(fa)電、余熱利用等(deng)的(de)多(duo)元互動、優化配(pei)置的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)網(wang)絡(luo)。

目前，由于(yu)(yu)我國能(neng)源(yuan)的(de)(de)生產(chan)、調度、運(yun)維等屬于(yu)(yu)不同行業部門，存在管理(li)權(quan)限和(he)利益(yi)劃(hua)分等問題(ti)，致使能(neng)源(yuan)互聯網(wang)的(de)(de)研究設計與(yu)示范工程建(jian)設往往是針對(dui)局部、小范圍的(de)(de)規模開展的(de)(de)，具體(ti)(ti)面(mian)臨的(de)(de)制約因(yin)素(su)主要體(ti)(ti)現在以下方面(mian)：

1）調度交易方面的(de)橫向分布：交易完全去中心化后能源(yuan)端多源(yuan)互補的(de)智能交易方式，以及(ji)清潔能源(yuan)與化石(shi)能源(yuan)的(de)互備與平衡制約因素；

2）調度(du)交易(yi)方面的縱向分布：調度(du)部分去中(zhong)心化后源、網、荷(he)、儲下(xia)的協(xie)同調度(du)模(mo)式與物(wu)理(li)約束因素；

3）網(wang)(wang)(wang)絡層：能(neng)量流(liu)(liu)與信息(xi)流(liu)(liu)的(de)路由交換與分配(pei)模式，以(yi)及不同(tong)行(xing)業的(de)能(neng)量流(liu)(liu)物理承載(zai)網(wang)(wang)(wang)絡和(he)信息(xi)流(liu)(liu)通信網(wang)(wang)(wang)絡的(de)專網(wang)(wang)(wang)專用(yong)安全隔離體系的(de)制約因素；

4）用戶層(ceng)：售電側放(fang)(fang)開后(hou)售電公司和(he)大客(ke)戶直購電、微網交(jiao)易(yi)、多表合(he)一、儲能(neng)(neng)設(she)備的(de)充放(fang)(fang)電、基(ji)礎設(she)施的(de)信(xin)(xin)息(xi)物理融合(he)等(deng)(deng)模式(shi)及(ji)制約因素(su)。能(neng)(neng)源互(hu)聯(lian)(lian)網具有“網架堅強(qiang)、廣泛(fan)互(hu)聯(lian)(lian)、高(gao)(gao)度(du)智能(neng)(neng)、開放(fang)(fang)互(hu)動”的(de)四大特征，實現了以(yi)開放(fang)(fang)為(wei)基(ji)礎的(de)對等(deng)(deng)互(hu)聯(lian)(lian)式(shi)的(de)能(neng)(neng)量(liang)交(jiao)換與分(fen)享，以(yi)及(ji)能(neng)(neng)量(liang)流和(he)信(xin)(xin)息(xi)流的(de)高(gao)(gao)度(du)融合(he)與智能(neng)(neng)控制。區(qu)塊鏈作為(wei)一個分(fen)布(bu)式(shi)的(de)數(shu)據庫和(he)去中(zhong)心化(hua)的(de)P2P對等(deng)(deng)網絡，具有智能(neng)(neng)合(he)約、分(fen)布(bu)決策、協同自治、防篡改(gai)的(de)高(gao)(gao)安全性和(he)公開透明性等(deng)(deng)特征，天然(ran)上在運行方(fang)式(shi)、拓(tuo)撲形態、安全防護(hu)等(deng)(deng)方(fang)面與能(neng)(neng)源互(hu)聯(lian)(lian)網有相似之處，可以(yi)很好的(de)支撐(cheng)能(neng)(neng)源互(hu)聯(lian)(lian)體系的(de)建設(she)。

文獻中提到麥肯錫(xi)研究報告(gao)(2016年7月(yue))指出了區塊鏈技術(shu)是(shi)繼(ji)蒸汽機、電力、信息(xi)和互聯網科(ke)技之后最有潛力觸發第五輪(lun)顛覆性革命浪(lang)潮的核心(xin)技術(shu)。

文(wen)獻提出(chu)了(le)一(yi)種利用(yong)區塊(kuai)鏈(lian)技術實現能(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)(lian)網多模塊(kuai)系(xi)統(tong)(tong)分布式(shi)決(jue)策和協調自(zi)(zi)治(zhi)的(de)(de)機制(zhi)框架(jia)，探討了(le)區塊(kuai)鏈(lian)和能(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)(lian)網融合(he)(he)的(de)(de)關(guan)鍵技術；文(wen)獻提出(chu)了(le)能(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)(lian)網中(zhong)(zhong)(zhong)基于(yu)區塊(kuai)鏈(lian)的(de)(de)弱中(zhong)(zhong)(zhong)心化管理電力交(jiao)易方法，使得(de)各(ge)(ge)市場參與者(zhe)基于(yu)智能(neng)(neng)合(he)(he)約自(zi)(zi)發交(jiao)易；文(wen)獻提出(chu)了(le)一(yi)種基于(yu)區塊(kuai)鏈(lian)的(de)(de)去中(zhong)(zhong)(zhong)心化的(de)(de)儲能(neng)(neng)系(xi)統(tong)(tong)自(zi)(zi)動(dong)需(xu)求響(xiang)應方案，能(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)(lian)網中(zhong)(zhong)(zhong)各(ge)(ge)響(xiang)應主(zhu)體根據系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)實時運行(xing)情(qing)況及參數(shu)，按(an)照既(ji)定準則自(zi)(zi)動(dong)調整(zheng)自(zi)(zi)身功(gong)率需(xu)求；文(wen)獻針對能(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)(lian)網以及分散能(neng)(neng)量市場的(de)(de)條件下需(xu)求側響(xiang)應資源(yuan)參與市場交(jiao)易中(zhong)(zhong)(zhong)存在的(de)(de)問題(ti)，提出(chu)了(le)基于(yu)區塊(kuai)鏈(lian)技術的(de)(de)綜合(he)(he)需(xu)求側響(xiang)應資源(yuan)交(jiao)易整(zheng)體框架(jia)。

文獻結(jie)合電(dian)力市場中大用戶(hu)直購(gou)電(dian)的(de)(de)需(xu)求與(yu)特點，構建了(le)基于區塊(kuai)鏈技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)大用戶(hu)直購(gou)電(dian)交易框架，從市場準入、交易、結(jie)算和物理約束等4個方面闡述了(le)區塊(kuai)鏈技(ji)術(shu)(shu)在大用戶(hu)直購(gou)電(dian)中的(de)(de)應(ying)用模式。

以上文(wen)獻在電力市場交易、自動(dong)需求響應、多模(mo)(mo)塊(kuai)系統分(fen)布(bu)式(shi)(shi)(shi)決策和協調(diao)自治等方面(mian)闡述(shu)了能(neng)源(yuan)(yuan)互聯(lian)網(wang)(wang)(wang)下區塊(kuai)鏈的(de)(de)(de)(de)去(qu)中(zhong)心化(hua)、智(zhi)(zhi)能(neng)合約、分(fen)布(bu)式(shi)(shi)(shi)決策、協同(tong)自治、交易的(de)(de)(de)(de)物(wu)理約束等應用模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)，但并沒有完(wan)全結合現階段(duan)我國(guo)能(neng)源(yuan)(yuan)互聯(lian)面(mian)臨(lin)的(de)(de)(de)(de)制約因素，通過將(jiang)區塊(kuai)鏈的(de)(de)(de)(de)架構與節點映(ying)射到(dao)能(neng)源(yuan)(yuan)互聯(lian)網(wang)(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)層次(ci)架構模(mo)(mo)型(xing)和關鍵(jian)功能(neng)節點，構建基(ji)于區塊(kuai)鏈的(de)(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)互聯(lian)網(wang)(wang)(wang)模(mo)(mo)型(xing)，以及能(neng)源(yuan)(yuan)互聯(lian)網(wang)(wang)(wang)在交易完(wan)全去(qu)中(zhong)心化(hua)后的(de)(de)(de)(de)智(zhi)(zhi)能(neng)交易模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)和調(diao)度部分(fen)去(qu)中(zhong)心化(hua)后的(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)分(fen)級(ji)調(diao)度系統和多級(ji)變(bian)電站的(de)(de)(de)(de)協同(tong)調(diao)度模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)。

因(yin)此，本文(wen)針(zhen)對區(qu)(qu)塊鏈(lian)與(yu)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互聯(lian)網的相似(si)網絡拓(tuo)撲(pu)形態，從(cong)區(qu)(qu)塊鏈(lian)與(yu)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互聯(lian)網的技術融(rong)合角度出發，研究在區(qu)(qu)塊鏈(lian)技術的區(qu)(qu)塊鏈(lian)支(zhi)撐下能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互聯(lian)網的層(ceng)次架(jia)構(gou)模型(xing)和關鍵功能(neng)(neng)節點，構(gou)建了具(ju)有“交易完全(quan)去(qu)中(zhong)心(xin)化，調(diao)度部(bu)分去(qu)中(zhong)心(xin)化”特點的基于區(qu)(qu)塊鏈(lian)的能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互聯(lian)網智(zhi)能(neng)(neng)交易與(yu)協同(tong)調(diao)度模式，力求實現能(neng)(neng)量流和信息流的安全(quan)傳輸與(yu)分配。

1、能源互聯網網絡模型與區塊鏈應用場景模型

1.1能源互聯網網絡模型

能源(yuan)互(hu)聯網(wang)為扁(bian)平化的能源(yuan)體(ti)系結構(gou)，在拓撲形(xing)態上更(geng)加接近于互(hu)聯網(wang)。文獻借鑒開(kai)放(fang)系統(tong)互(hu)連(open system interconnection，OSI)模型，提出了由接入(ru)層(ceng)、配(pei)控(kong)層(ceng)、傳輸層(ceng)、策略層(ceng)和應用層(ceng)等組成的能源(yuan)互(hu)聯網(wang)5層(ceng)參考(kao)模型，用于指導任意兩個能源(yuan)開(kai)放(fang)系統(tong)之間(jian)的互(hu)連。為了更(geng)好的分(fen)析能源(yuan)互(hu)聯網(wang)的結構(gou)特點，本文認為應從物理架構(gou)層(ceng)次和邏(luo)輯協議層(ceng)次2個角度分(fen)析能源(yuan)互(hu)聯網(wang)的層(ceng)次模型。

1）物理架構層次角度：能(neng)(neng)源(yuan)互聯網(wang)(wang)(wang)(wang)強(qiang)調(diao)各個能(neng)(neng)源(yuan)體(ti)系(xi)之間的相互協調(diao)與互聯互通。從(cong)能(neng)(neng)源(yuan)交(jiao)易(yi)層講(jiang)，能(neng)(neng)源(yuan)互聯網(wang)(wang)(wang)(wang)主要包(bao)括(kuo)煤、石油、天然氣(qi)化石能(neng)(neng)源(yuan)，以(yi)及水、風、光、生(sheng)物質(zhi)、潮(chao)汐(xi)和(he)核能(neng)(neng)等(deng)清潔能(neng)(neng)源(yuan)；從(cong)調(diao)度(du)傳輸層講(jiang)，包(bao)括(kuo)電網(wang)(wang)(wang)(wang)、天然氣(qi)管(guan)網(wang)(wang)(wang)(wang)、石油管(guan)網(wang)(wang)(wang)(wang)等(deng)行業(ye)網(wang)(wang)(wang)(wang)絡；從(cong)用(yong)(yong)(yong)戶(hu)層講(jiang)，包(bao)括(kuo)微網(wang)(wang)(wang)(wang)、售電公司、工商(shang)業(ye)用(yong)(yong)(yong)戶(hu)、居民用(yong)(yong)(yong)戶(hu)、電動汽車等(deng)具有虛(xu)擬(ni)電廠功能(neng)(neng)的儲能(neng)(neng)設(she)施(shi)。

能源互聯網(wang)的物理功能架構(gou)模型應包括：能源交易層、調度(du)傳輸層和用戶層。

①能源交(jiao)(jiao)易層(ceng)主(zhu)要包括各(ge)類能源的(de)生(sheng)產模塊和總體(ti)分配交(jiao)(jiao)易模塊。能源生(sheng)產模塊如(ru)(ru)電(dian)力行業的(de)各(ge)類電(dian)廠(chang)(chang)、石(shi)(shi)油(you)行業的(de)石(shi)(shi)油(you)精煉廠(chang)(chang)等；分配交(jiao)(jiao)易模塊如(ru)(ru)電(dian)網調度、石(shi)(shi)油(you)調度、天然氣調度等。各(ge)類能源在該層(ceng)結構(gou)中可實現多向交(jiao)(jiao)易，如(ru)(ru)石(shi)(shi)油(you)電(dian)廠(chang)(chang)、天然氣電(dian)廠(chang)(chang)、石(shi)(shi)油(you)精煉廠(chang)(chang)用電(dian)等。

②調度傳(chuan)輸層(ceng)(ceng)主要包括(kuo)各(ge)類能源(yuan)專(zhuan)屬的(de)傳(chuan)輸通(tong)道(dao)，如石(shi)油行(xing)業的(de)管道(dao)傳(chuan)輸站(zhan)、天然氣供應領(ling)域的(de)升壓站(zhan)以(yi)及電力行(xing)業的(de)國調、網(wang)調、省調、市調、縣調及各(ge)級變電站(zhan)構(gou)成的(de)調度傳(chuan)輸體(ti)系。調度系統依照分(fen)配交易模塊在上(shang)一(yi)層(ceng)(ceng)級達成的(de)交易協議以(yi)及自身調控需求進(jin)行(xing)能源(yuan)調度分(fen)配，在該層(ceng)(ceng)結構(gou)中，各(ge)行(xing)業能源(yuan)之間實行(xing)專(zhuan)網(wang)隔離，傳(chuan)輸通(tong)道(dao)和(he)調度系統均不(bu)互相干(gan)擾，以(yi)保障能源(yuan)調度傳(chuan)輸的(de)高效性和(he)安(an)全性。

③用(yong)戶層(ceng)主要包(bao)括各類(lei)能源的消費者。消費者并非(fei)僅(jin)使用(yong)單一能源，且(qie)存在微網、儲能節點等(deng)，以及(ji)開放式售電的逐步(bu)推進，故存在應用(yong)端之間的數據(ju)交互和交易(yi)。

該物理(li)架構下的(de)能(neng)(neng)源交易層(ceng)和用戶(hu)層(ceng)實現了(le)多類(lei)能(neng)(neng)源的(de)橫向(xiang)(xiang)互補，因此網(wang)(wang)絡(luo)上是互聯互通的(de)。但(dan)調(diao)度傳(chuan)輸層(ceng)需要行業專網(wang)(wang)專用，故(gu)為橫向(xiang)(xiang)隔(ge)離的(de)。原因在于，國家發(fa)改委頒布(bu)的(de)《電力監(jian)控(kong)系(xi)(xi)統安(an)全(quan)防(fang)護(hu)規(gui)定》(發(fa)改委第14號(hao)令)、《電力監(jian)控(kong)系(xi)(xi)統安(an)全(quan)防(fang)護(hu)總體方(fang)案》等(deng)6個配套文件(國能(neng)(neng)安(an)全(quan)[2015]36號(hao))；工(gong)(gong)信部也頒布(bu)的(de)《工(gong)(gong)業控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統信息安(an)全(quan)防(fang)護(hu)指南》(工(gong)(gong)信軟函[2016]338號(hao))、《工(gong)(gong)業控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統信息安(an)全(quan)事件應急(ji)管理(li)工(gong)(gong)作指南》(工(gong)(gong)信部信軟[2017]122號(hao))等(deng)文件均要求能(neng)(neng)源行業安(an)全(quan)防(fang)護(hu)遵循“安(an)全(quan)分區、網(wang)(wang)絡(luo)專用、橫向(xiang)(xiang)隔(ge)離、縱向(xiang)(xiang)認(ren)證”的(de)十六字方(fang)針。

因此，能源互聯實現了“源端橫向各行業能源的互聯互補、縱向相互隔離的各行業源網荷儲的協同調度、用戶端用戶負荷的橫向互聯互補”的架構，即能源互聯網可分別在能源交易層和用戶層橫向互聯，而不能在調度傳輸層互聯互通，否則違背信息安全防護要求。

2）邏輯協議層次角度：能(neng)源(yuan)互(hu)(hu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)綜合運(yun)用云(yun)計(ji)算、物聯(lian)(lian)網(wang)(wang)、大數(shu)據與自動化等(deng)方面的技(ji)術，將(jiang)大量(liang)(liang)由分布式(shi)能(neng)量(liang)(liang)采集與儲(chu)存裝(zhuang)置和各(ge)種(zhong)類型負載所構成的新型電力網(wang)(wang)絡節點互(hu)(hu)聯(lian)(lian)起來，實現能(neng)量(liang)(liang)與信(xin)息雙向流動的能(neng)源(yuan)交(jiao)易與共(gong)享。能(neng)源(yuan)互(hu)(hu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)結構上類似(si)于互(hu)(hu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)，強調(diao)網(wang)(wang)絡體(ti)系(xi)的廣(guang)泛互(hu)(hu)聯(lian)(lian)與信(xin)息處理(li)的高(gao)度(du)智能(neng)，需要實現能(neng)量(liang)(liang)流的智能(neng)交(jiao)易、協同(tong)調(diao)度(du)、路(lu)(lu)由傳輸與分配等(deng)，以及信(xin)息流和業務(wu)流的路(lu)(lu)由傳輸與交(jiao)換。因此，借鑒TCP/IP四層(ceng)(ceng)模型，本文認為(wei)能(neng)源(yuan)互(hu)(hu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)參考模型應由信(xin)息物理(li)融合層(ceng)(ceng)、網(wang)(wang)絡傳輸層(ceng)(ceng)、信(xin)息融合層(ceng)(ceng)、調(diao)度(du)交(jiao)易層(ceng)(ceng)等(deng)組成的。

①信息(xi)物(wu)理融(rong)合(he)(he)(he)層(ceng)：強調能源互(hu)聯(lian)網的發展也是遵循工業化和信息(xi)化融(rong)合(he)(he)(he)的思(si)路，為了(le)滿(man)足(zu)能源互(hu)聯(lian)網廣泛(fan)互(hu)聯(lian)、高度智能、開(kai)放互(hu)動的特點，信息(xi)物(wu)理融(rong)合(he)(he)(he)是必(bi)須的。信息(xi)物(wu)理層(ceng)涉及(ji)配(pei)用電(dian)系統涵(han)蓋(gai)的分(fen)布(bu)式(shi)光伏、分(fen)布(bu)式(shi)風電(dian)、儲能裝置及(ji)電(dian)動汽車等，完成分(fen)布(bu)式(shi)能源及(ji)儲能設備的即插即用，電(dian)動汽車負載，并通(tong)過計(ji)算、通(tong)信以及(ji)控制技術實現了(le)能源互(hu)聯(lian)網一次系統與(yu)二次系統的深度融(rong)合(he)(he)(he)，也是能源互(hu)聯(lian)網的智能數據(ju)采集與(yu)控制的關鍵(jian)基礎(chu)層(ceng)。

②網(wang)(wang)絡傳輸層涉及能(neng)(neng)源路由器(qi)、匯(hui)聚能(neng)(neng)源交換機、本地能(neng)(neng)源交換機以及能(neng)(neng)源交換機通過(guo)對(dui)設備模(mo)型的(de)自動辨識，完成電(dian)網(wang)(wang)內部電(dian)能(neng)(neng)和信息的(de)交換和管理、網(wang)(wang)絡運行的(de)安全可靠(kao)、能(neng)(neng)源使用的(de)高效經(jing)濟。

③信(xin)息融合(he)層(ceng)基于大數(shu)據(ju)(ju)(ju)分析能源互(hu)聯(lian)網的(de)海(hai)量數(shu)據(ju)(ju)(ju)，通過對典型應用建模(mo)，提取數(shu)據(ju)(ju)(ju)特(te)征，實現智能化(hua)、精細(xi)化(hua)決策(ce)與管理(li)(li)，與網絡(luo)傳輸層(ceng)和信(xin)息物理(li)(li)融合(he)層(ceng)共(gong)同支撐應用層(ceng)面的(de)調度交易層(ceng)。

④調(diao)度(du)交(jiao)易層采用“互聯(lian)網(wang)+”技術，實現(xian)能(neng)源(yuan)互聯(lian)網(wang)源(yuan)端(duan)的各類能(neng)源(yuan)與用戶(hu)(hu)之間的中遠期和實時競(jing)價交(jiao)易、能(neng)源(yuan)協同調(diao)度(du)、運營效益評估(gu)、設備狀態評估(gu)和用戶(hu)(hu)互動服務(wu)。

1.2能源互聯網與區塊鏈融合點分析

能(neng)(neng)源互(hu)聯(lian)網(wang)基(ji)(ji)于化石能(neng)(neng)源和(he)清潔能(neng)(neng)源的(de)混合互(hu)補(bu)模式，打(da)破了傳(chuan)統(tong)能(neng)(neng)源產業之間的(de)供(gong)需界限，極大程(cheng)度(du)地(di)促進電力(li)、石油(you)、天然(ran)氣、熱等能(neng)(neng)源的(de)互(hu)聯(lian)、互(hu)通和(he)互(hu)補(bu)。電力(li)系(xi)統(tong)是能(neng)(neng)源傳(chuan)輸的(de)最(zui)主要和(he)成(cheng)本最(zui)低的(de)首選方式，也是能(neng)(neng)源互(hu)聯(lian)網(wang)的(de)基(ji)(ji)礎，但現有電力(li)管(guan)理體制下(xia)，各電力(li)調度(du)部門因掌(zhang)控調度(du)權(quan)而處于行業強(qiang)勢(shi)地(di)位。

同時(shi)，為了確保電網(wang)的(de)(de)(de)安全穩定，在電網(wang)多級(ji)調度中(zhong)心的(de)(de)(de)調控下承(cheng)載能(neng)(neng)(neng)量流的(de)(de)(de)電網(wang)與(yu)不同發(fa)(fa)電企業通過統一的(de)(de)(de)電力交(jiao)易(yi)平(ping)臺進行電量的(de)(de)(de)中(zhong)長期或日前交(jiao)易(yi)，不符合(he)(he)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)“開放、對(dui)等、互(hu)聯(lian)(lian)、分享(xiang)”的(de)(de)(de)特性(xing)。而(er)區塊鏈除了數字貨幣領域(yu)的(de)(de)(de)規模化應用外，在能(neng)(neng)(neng)源(yuan)交(jiao)易(yi)、銀行間聯(lian)(lian)合(he)(he)貸款清算等領域(yu)的(de)(de)(de)應用正處于快速發(fa)(fa)展階段。區塊鏈技術(shu)的(de)(de)(de)分布式(shi)、智能(neng)(neng)(neng)性(xing)、市(shi)場(chang)性(xing)以及融合(he)(he)性(xing)與(yu)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)理念不謀而(er)合(he)(he)，基于區塊鏈技術(shu)可以將(jiang)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)概念升級(ji)到能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)2.0時(shi)代(dai)，即(ji)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)區塊鏈時(shi)代(dai)。區塊鏈能(neng)(neng)(neng)夠(gou)為現有能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)一些(xie)不能(neng)(neng)(neng)落地的(de)(de)(de)問題(ti)提(ti)供(gong)有效的(de)(de)(de)解決(jue)方案，具體(ti)如表1所示。

1.3基于區塊鏈的能源互聯網模型

區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)與(yu)能源(yuan)互聯網(wang)(wang)具(ju)有(you)相似(si)網(wang)(wang)絡拓撲形態，可從(cong)區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)與(yu)能源(yuan)互聯網(wang)(wang)的技術融(rong)合角(jiao)度出發，將區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)架構與(yu)節(jie)點(dian)映射到能源(yuan)互聯網(wang)(wang)的層次架構模型和關鍵功能節(jie)點(dian)，構建了具(ju)有(you)“交易完全(quan)去中心(xin)化，調(diao)度部分(fen)去中心(xin)化”特點(dian)的基于區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)的能源(yuan)互聯網(wang)(wang)模型(如圖2所示)。

首先，針(zhen)對區塊(kuai)鏈(lian)(lian)技術在(zai)運行方式、拓撲形態與(yu)(yu)能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯網有(you)天(tian)然相(xiang)似(si)之(zhi)處(chu)，該模型借(jie)鑒了區塊(kuai)鏈(lian)(lian)技術明確(que)(que)能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯網節(jie)點(dian)的功能(neng)(neng)與(yu)(yu)類(lei)(lei)型。區塊(kuai)鏈(lian)(lian)技術旨在(zai)確(que)(que)保網絡中每(mei)一個(ge)節(jie)點(dian)都參與(yu)(yu)數據交互(hu)及(ji)記錄管理等(deng)工(gong)作，以(yi)此實現去(qu)中心化的特(te)點(dian)及(ji)節(jie)點(dian)間(jian)的相(xiang)互(hu)信任。然而，節(jie)點(dian)之(zhi)間(jian)不可避免地存(cun)在(zai)算(suan)力差(cha)異，不能(neng)(neng)要求所有(you)節(jie)點(dian)都能(neng)(neng)提供等(deng)量的算(suan)力資源(yuan)，故節(jie)點(dian)類(lei)(lei)型分為(wei)以(yi)下兩類(lei)(lei)：

1）全節點：傳統(tong)意(yi)義(yi)上的(de)區(qu)塊鏈節(jie)點(dian)，包含有(you)完整(zheng)的(de)區(qu)塊鏈數據，支(zhi)持(chi)全部區(qu)塊鏈節(jie)點(dian)的(de)功(gong)能；

2）輕型節點：依靠全節(jie)點而存在的(de)(de)節(jie)點，無需為區(qu)塊鏈(lian)網絡提供算力(li)，僅需保留區(qu)塊鏈(lian)的(de)(de)部分數(shu)據(ju)，參與對交易數(shu)據(ju)的(de)(de)驗證。

因此，該模(mo)型參照區(qu)塊(kuai)鏈節(jie)點(dian)(dian)類(lei)型，并依據能(neng)源互(hu)(hu)聯網(wang)中源–網(wang)–荷–儲(chu)–調度(du)等各(ge)節(jie)點(dian)(dian)的(de)計(ji)算能(neng)力(li)、交(jiao)易特(te)性、調度(du)特(te)性和(he)數據重要性等特(te)點(dian)(dian)，將能(neng)源互(hu)(hu)聯網(wang)各(ge)節(jie)點(dian)(dian)作如(ru)下分類(lei)：1）能(neng)源端節(jie)點(dian)(dian)、各(ge)類(lei)售(shou)電公司節(jie)點(dian)(dian)定(ding)位為交(jiao)易類(lei)全節(jie)點(dian)(dian)，該類(lei)節(jie)點(dian)(dian)計(ji)算和(he)存儲(chu)能(neng)力(li)最強，具有(you)計(ji)費和(he)結算、保存完整區(qu)塊(kuai)、路(lu)由(you)、查詢和(he)驗證等完整功能(neng)；

2）能(neng)(neng)源(yuan)傳輸網絡中各(ge)級調度(du)、各(ge)級變電站、天然氣調壓站、石油泵(beng)站等(deng)定位為調度(du)類(lei)全(quan)節點，該類(lei)節點在計算(suan)和存(cun)儲能(neng)(neng)力(li)上與(yu)交(jiao)易類(lei)全(quan)節點類(lei)似，同樣具有保存(cun)完整區塊(kuai)、計費和結算(suan)、路由、查詢和驗證等(deng)完整的區塊(kuai)鏈功(gong)能(neng)(neng)；此(ci)外該類(lei)節點又(you)獨有協同調度(du)功(gong)能(neng)(neng)，因(yin)此(ci)與(yu)交(jiao)易類(lei)全(quan)節點分開(kai)命名(ming)以示區分；

3）用(yong)戶(hu)(hu)側常規(gui)的(de)(de)用(yong)能(neng)(neng)(neng)節(jie)點(dian)(dian)，如居民用(yong)戶(hu)(hu)、商業用(yong)戶(hu)(hu)、工業用(yong)戶(hu)(hu)、混(hun)合用(yong)能(neng)(neng)(neng)用(yong)戶(hu)(hu)、加(jia)油站、液(ye)化(hua)氣站、微網(wang)(wang)節(jie)點(dian)(dian)、儲能(neng)(neng)(neng)節(jie)點(dian)(dian)等(deng)定位為輕(qing)節(jie)點(dian)(dian)，該(gai)類節(jie)點(dian)(dian)算力輸出十分有(you)(you)限，且存儲空間不足以保留完整(zheng)區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)，因此(ci)僅(jin)具有(you)(you)保存數個月內區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)、路由、查(cha)詢(xun)及驗證等(deng)基礎功(gong)能(neng)(neng)(neng)。其次，針對(dui)區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)作為一(yi)個分布(bu)式(shi)的(de)(de)數據庫和去中(zhong)心化(hua)的(de)(de)點(dian)(dian)對(dui)點(dian)(dian)對(dui)等(deng)網(wang)(wang)絡(luo)的(de)(de)特(te)點(dian)(dian)，該(gai)模型基于區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)技術實現交易的(de)(de)完全去中(zhong)心化(hua)，并以智能(neng)(neng)(neng)合約(yue)的(de)(de)方(fang)式(shi)部署在區(qu)(qu)塊(kuai)鏈(lian)上，實現不依賴(lai)任何中(zhong)心機構(gou)自(zi)動化(hua)地代表各簽(qian)署方(fang)執(zhi)行(xing)合約(yue)進行(xing)交易，具有(you)(you)自(zi)治、去中(zhong)心化(hua)等(deng)特(te)點(dian)(dian)。

目(mu)前，電(dian)力市場的中長期交(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)和(he)(he)日前交(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)屬(shu)于非實時(shi)性交(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)操(cao)作，因此(ci)完全可通過區(qu)塊鏈技(ji)術構(gou)建基于信任機制(zhi)的能源(yuan)互(hu)聯網售(shou)電(dian)公(gong)司與源(yuan)端間(jian)的完全去中心(xin)化(hua)(hua)的交(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)模式(shi)。交(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)完全去中心(xin)化(hua)(hua)有(you)利于使源(yuan)–售(shou)兩端溝(gou)通協(xie)商更加(jia)便捷，提升(sheng)交(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)時(shi)效(xiao)性和(he)(he)需求匹(pi)配性。

最后，針對電能(neng)作為一種特殊(shu)的(de)(de)商品(pin)形式，必然要(yao)受到調(diao)度(du)(du)(du)(du)管(guan)控(kong)限制的(de)(de)特點，該(gai)模(mo)型(xing)基于分(fen)(fen)布式決(jue)策和(he)協(xie)同(tong)自治模(mo)式，突破現有垂直多級集中式調(diao)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)約束，通過區塊(kuai)鏈(lian)技(ji)術實(shi)現源(yuan)–網(wang)–荷–儲等(deng)各(ge)類(lei)節點共(gong)同(tong)參與系統(tong)調(diao)度(du)(du)(du)(du)，使電力(li)系統(tong)具備大規模(mo)分(fen)(fen)布式實(shi)時協(xie)同(tong)自治的(de)(de)能(neng)力(li)，將從(cong)廣(guang)域協(xie)同(tong)調(diao)度(du)(du)(du)(du)模(mo)式過渡到集群智能(neng)，有利(li)于解決(jue)大規模(mo)分(fen)(fen)布式節點的(de)(de)實(shi)時調(diao)度(du)(du)(du)(du)優化問題。同(tong)時，考慮到電網(wang)安全(quan)性(xing)的(de)(de)保障是首要(yao)前提，因此在(zai)實(shi)踐中尚不能(neng)完(wan)全(quan)放(fang)棄調(diao)度(du)(du)(du)(du)機(ji)構(gou)，不可仿(fang)照交易的(de)(de)完(wan)全(quan)去中心化模(mo)式，只能(neng)開放(fang)部分(fen)(fen)權限，實(shi)現調(diao)度(du)(du)(du)(du)部分(fen)(fen)去中心化。

調度對于電網安全運(yun)行(xing)(xing)的(de)(de)保障主要體現在對物理條(tiao)(tiao)件(jian)的(de)(de)約(yue)(yue)束與阻塞管理，相對于石油和天然氣而言(yan)，電能只能實時傳輸、尚(shang)不能實現大(da)容量和高效存(cun)儲(chu)(chu)，電能商品的(de)(de)生(sheng)產和消費大(da)多(duo)是以具有一定持續時間的(de)(de)“能量塊”的(de)(de)形式(shi)進行(xing)(xing)。基于區塊鏈的(de)(de)能源互聯網在交易(yi)完全去中心化(hua)后，源–網–荷–儲(chu)(chu)等各(ge)節(jie)點基于智能合約(yue)(yue)達成的(de)(de)中長期(qi)交易(yi)和日前交易(yi)的(de)(de)順利執(zhi)行(xing)(xing)必須滿(man)足能源傳輸網絡的(de)(de)物理約(yue)(yue)束條(tiao)(tiao)件(jian)，方能避免能量流的(de)(de)阻塞。電力系(xi)統中物理約(yue)(yue)束條(tiao)(tiao)件(jian)有功率(lv)(lv)約(yue)(yue)束、商業收(shou)益約(yue)(yue)束、網損約(yue)(yue)束等，功率(lv)(lv)平(ping)衡在潮流方程中為電力系(xi)統運(yun)行(xing)(xing)的(de)(de)主要物理約(yue)(yue)束。

因此，基于區塊鏈(lian)的(de)(de)能(neng)源(yuan)互(hu)聯網(wang)在(zai)實現智能(neng)交易時，必須遵循源(yuan)–網(wang)–荷–儲–調(diao)度等各節點協(xie)同調(diao)度的(de)(de)物理(li)約束條(tiao)件，方能(neng)有效(xiao)保(bao)證(zheng)能(neng)量流的(de)(de)高效(xiao)、合理(li)、有序(xu)的(de)(de)路由傳輸(shu)與(yu)交換分配(pei)。

2、基于區塊鏈的能源互聯網智能交易與協同調度模型

在現有(you)(you)(you)區塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)分類體(ti)系下，比(bi)特(te)幣和以太坊是(shi)(shi)公(gong)(gong)共(gong)鏈(lian)(lian)，區塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)聯盟R3和超級賬本(Hyperledger)是(shi)(shi)聯盟鏈(lian)(lian)，而專注于為企業(ye)提供區塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)服(fu)務的(de)(de)(de)CoinScience和ErisIndustries是(shi)(shi)私(si)有(you)(you)(you)鏈(lian)(lian)。能源互聯網(wang)中橫(heng)向(xiang)多源互補(bu)、配(pei)電(dian)側售(shou)電(dian)公(gong)(gong)司和大用(yong)戶與能源端的(de)(de)(de)縱向(xiang)交易(yi)，以及與微網(wang)的(de)(de)(de)橫(heng)向(xiang)交易(yi)、電(dian)網(wang)的(de)(de)(de)縱向(xiang)協同(tong)調度、用(yong)戶端的(de)(de)(de)能源替代等(deng)具有(you)(you)(you)不同(tong)的(de)(de)(de)特(te)點(dian)，采用(yong)單一(yi)的(de)(de)(de)區塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)模式進行(xing)搭(da)建(jian)(jian)，無法滿足模型(xing)的(de)(de)(de)正常運(yun)作，應根據需(xu)求(qiu)分別采用(yong)聯盟鏈(lian)(lian)、私(si)有(you)(you)(you)鏈(lian)(lian)或公(gong)(gong)共(gong)鏈(lian)(lian)進行(xing)模型(xing)的(de)(de)(de)搭(da)建(jian)(jian)。

圖(tu)2中基于區塊(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)的(de)(de)能(neng)(neng)源互聯網(wang)模型(xing)(xing)將(jiang)區塊(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)架(jia)構(gou)與節點映射到能(neng)(neng)源互聯網(wang)的(de)(de)層次(ci)架(jia)構(gou)模型(xing)(xing)和(he)(he)關鍵功能(neng)(neng)節點，有助(zhu)于進一步探討能(neng)(neng)源互聯網(wang)在交(jiao)(jiao)易(yi)完全去中心化后的(de)(de)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)交(jiao)(jiao)易(yi)模式(shi)和(he)(he)調(diao)(diao)度(du)(du)(du)部分(fen)去中心化后的(de)(de)垂(chui)直(zhi)分(fen)級調(diao)(diao)度(du)(du)(du)系(xi)統和(he)(he)多級變電站的(de)(de)協同調(diao)(diao)度(du)(du)(du)模式(shi)，以(yi)及(ji)相應的(de)(de)電網(wang)安全校核與物理約束條(tiao)件。因此(ci)，結合基于區塊(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)的(de)(de)能(neng)(neng)源互聯網(wang)模型(xing)(xing)，本文構(gou)建了(le)基于區塊(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)的(de)(de)能(neng)(neng)源互聯網(wang)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)交(jiao)(jiao)易(yi)與協同調(diao)(diao)度(du)(du)(du)模型(xing)(xing)，形成了(le)包(bao)含源-售交(jiao)(jiao)易(yi)鏈(lian)(lian)(lian)(BC1)、變電站自(zi)治鏈(lian)(lian)(lian)(BC2)、電網(wang)調(diao)(diao)度(du)(du)(du)鏈(lian)(lian)(lian)(BC3)、石油(you)調(diao)(diao)度(du)(du)(du)鏈(lian)(lian)(lian)(BC4)、燃氣(qi)調(diao)(diao)度(du)(du)(du)鏈(lian)(lian)(lian)(BC5)和(he)(he)用戶交(jiao)(jiao)易(yi)鏈(lian)(lian)(lian)(BC6)的(de)(de)體系(xi)結構(gou)，具體如圖(tu)3所(suo)示。

1）為(wei)(wei)滿足(zu)交易(yi)(yi)完(wan)全去中心化的要(yao)(yao)(yao)(yao)求，能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)交易(yi)(yi)層(ceng)的各類(lei)(lei)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)模塊(kuai)不僅(jin)需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)與(yu)調度對(dui)接(jie)，更需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)與(yu)各類(lei)(lei)售(shou)(shou)電(dian)公(gong)司在可(ke)信的環(huan)(huan)境(jing)(jing)下形成(cheng)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)對(dui)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的直(zhi)接(jie)電(dian)能(neng)交易(yi)(yi)，因此需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)以各類(lei)(lei)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)模塊(kuai)和(he)售(shou)(shou)電(dian)公(gong)司為(wei)(wei)網(wang)絡節點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，搭建(jian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)–售(shou)(shou)交易(yi)(yi)鏈(lian)(lian)(BC1)。該(gai)區(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)負責(ze)各類(lei)(lei)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)節點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)和(he)售(shou)(shou)電(dian)公(gong)司節點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的身(shen)份(fen)驗(yan)證與(yu)注冊、點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)對(dui)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)交易(yi)(yi)和(he)分布式決策，并以智能(neng)合約方式存儲(chu)和(he)管理由源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)–售(shou)(shou)雙邊交易(yi)(yi)方案(an)(an)和(he)數(shu)據，構(gou)建(jian)完(wan)全去中心化下的可(ke)信交易(yi)(yi)環(huan)(huan)境(jing)(jing)；此外，通過對(dui)前一(yi)區(qu)塊(kuai)數(shu)據的分析，可(ke)指導下一(yi)階段能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)互補的分配和(he)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)對(dui)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)交易(yi)(yi)方案(an)(an)的形成(cheng)。源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)–售(shou)(shou)交易(yi)(yi)鏈(lian)(lian)(BC1)中涉及能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)模塊(kuai)和(he)售(shou)(shou)電(dian)公(gong)司兩類(lei)(lei)節點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，不同節點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)分屬不同企業，該(gai)區(qu)塊(kuai)鏈(lian)(lian)的類(lei)(lei)型定義為(wei)(wei)聯(lian)盟鏈(lian)(lian)。源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)–售(shou)(shou)交易(yi)(yi)鏈(lian)(lian)(BC1)需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)保障節點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)之間(jian)有足(zu)夠時間(jian)形成(cheng)交易(yi)(yi)方案(an)(an)，可(ke)依照實際運行環(huan)(huan)境(jing)(jing)及具體實時性要(yao)(yao)(yao)(yao)求預設區(qu)塊(kuai)生成(cheng)時間(jian)間(jian)隔(ge)(如：數(shu)小時、天、月、季)。

2）能(neng)(neng)源各(ge)行業“安全分(fen)區(qu)(qu)、網(wang)絡(luo)專用”的(de)(de)安全要求致使調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)傳(chuan)輸(shu)層(ceng)無法實(shi)現由(you)一條區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)涵蓋(gai)整層(ceng)數據(ju)儲(chu)(chu)備(bei)，原則上(shang)每(mei)類能(neng)(neng)源分(fen)配一條區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)，視實(shi)際(ji)需求可(ke)(ke)酌情添加或合并。例如電(dian)(dian)力(li)(li)行業可(ke)(ke)分(fen)設變(bian)電(dian)(dian)站自治鏈(lian)(lian)(lian)(lian)和電(dian)(dian)網(wang)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)。其(qi)中(zhong)，①變(bian)電(dian)(dian)站自治鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(BC2)的(de)(de)節點(dian)(dian)由(you)各(ge)級(ji)(ji)變(bian)電(dian)(dian)站組成，對生產(chan)數據(ju)的(de)(de)管理、分(fen)析以(yi)及對交易的(de)(de)核準通(tong)過等工作(zuo)也(ye)由(you)變(bian)電(dian)(dian)站自治鏈(lian)(lian)(lian)(lian)完(wan)成，各(ge)級(ji)(ji)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)負責(ze)(ze)數據(ju)傳(chuan)輸(shu)、匯總(zong)、備(bei)份，以(yi)及指導變(bian)電(dian)(dian)站自治等工作(zuo)；②電(dian)(dian)網(wang)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(BC3)的(de)(de)節點(dian)(dian)由(you)各(ge)級(ji)(ji)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)中(zhong)心組成，在(zai)(zai)(zai)該鏈(lian)(lian)(lian)(lian)運作(zuo)狀態下，變(bian)電(dian)(dian)站主(zhu)要負責(ze)(ze)提供生產(chan)數據(ju)，參與部分(fen)運算(suan)(suan)(suan)和校驗，決定(ding)(ding)權仍在(zai)(zai)(zai)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)。以(yi)電(dian)(dian)網(wang)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)為(wei)例，其(qi)各(ge)級(ji)(ji)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)均具備(bei)全節點(dian)(dian)所需的(de)(de)算(suan)(suan)(suan)力(li)(li)水平、存儲(chu)(chu)性能(neng)(neng)等綜合屬(shu)性，所以(yi)各(ge)級(ji)(ji)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)均可(ke)(ke)視為(wei)全節點(dian)(dian)。但在(zai)(zai)(zai)現有體系(xi)下，國調(diao)(diao)(diao)(diao)、網(wang)調(diao)(diao)(diao)(diao)、省調(diao)(diao)(diao)(diao)在(zai)(zai)(zai)算(suan)(suan)(suan)力(li)(li)等屬(shu)性上(shang)很明顯(xian)高(gao)于(yu)(yu)市調(diao)(diao)(diao)(diao)、縣(xian)調(diao)(diao)(diao)(diao)，故電(dian)(dian)網(wang)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(BC3)在(zai)(zai)(zai)制定(ding)(ding)決策、生成區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)等工作(zuo)的(de)(de)算(suan)(suan)(suan)力(li)(li)分(fen)配問題上(shang)，不會(hui)以(yi)傳(chuan)統區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)記(ji)賬權競(jing)爭的(de)(de)方式進(jin)行分(fen)配，而是會(hui)視實(shi)際(ji)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)節點(dian)(dian)等級(ji)(ji)而有所側重(zhong)。此外，由(you)于(yu)(yu)專網(wang)隔離(li)的(de)(de)實(shi)際(ji)需求，調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)傳(chuan)輸(shu)層(ceng)的(de)(de)區(qu)(qu)塊(kuai)(kuai)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)均為(wei)私有鏈(lian)(lian)(lian)(lian)，所以(yi)，石油調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(BC4)和燃氣調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)(BC5)的(de)(de)主(zhu)營業務都是化石能(neng)(neng)源，但由(you)于(yu)(yu)調(diao)(diao)(diao)(diao)度(du)(du)建(jian)制不同(tong)，依然(ran)需要視為(wei)兩個網(wang)絡(luo)分(fen)設管理。

3）用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶層(ceng)存(cun)(cun)(cun)在(zai)多種角色(se)，居(ju)民用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶、商業用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶、工(gong)業用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶等(deng)一般不存(cun)(cun)(cun)在(zai)售電(dian)(dian)(dian)行為(wei)(wei)，而(er)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)節點(dian)(dian)、虛(xu)擬電(dian)(dian)(dian)廠、微網(wang)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶既是購(gou)電(dian)(dian)(dian)方(fang)也是售電(dian)(dian)(dian)方(fang)。而(er)且該層(ceng)級涉及用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶數量(liang)龐(pang)大(da)，交(jiao)易(yi)實時性更強，交(jiao)易(yi)密度(du)也更高(gao)，因此采取公(gong)共(gong)鏈(lian)的(de)(de)構建方(fang)式更為(wei)(wei)科(ke)學(xue)。用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶交(jiao)易(yi)鏈(lian)(BC6)中所有(you)節點(dian)(dian)均可自行選擇(ze)是否(fou)參(can)與記(ji)賬權競爭，無需(xu)預(yu)先設定。售電(dian)(dian)(dian)公(gong)司(si)等(deng)擁有(you)服務器集群的(de)(de)大(da)型節點(dian)(dian)具備該層(ceng)級最高(gao)的(de)(de)算(suan)力及存(cun)(cun)(cun)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)力，一般作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)全(quan)節點(dian)(dian)運作(zuo)(zuo)，負責輸(shu)出算(suan)力等(deng)各類工(gong)作(zuo)(zuo)；而(er)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶擁有(you)的(de)(de)平(ping)板電(dian)(dian)(dian)腦、手機(ji)、PC等(deng)終端設備不具備與大(da)型服務器集群競爭的(de)(de)算(suan)力性能(neng)(neng)(neng)，故(gu)絕大(da)多數作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)輕型節點(dian)(dian)使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)，僅參(can)與校驗等(deng)工(gong)作(zuo)(zuo)。其中，售電(dian)(dian)(dian)公(gong)司(si)有(you)其特殊性，既需(xu)要參(can)與用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶交(jiao)易(yi)鏈(lian)(BC6)的(de)(de)構成(cheng)，又需(xu)要與能(neng)(neng)(neng)源交(jiao)易(yi)層(ceng)的(de)(de)源端節點(dian)(dian)構成(cheng)源–售交(jiao)易(yi)鏈(lian)(BC1)。用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶交(jiao)易(yi)鏈(lian)不僅實現網(wang)絡內交(jiao)易(yi)信息記(ji)錄，防(fang)止(zhi)惡意篡(cuan)改(gai)和違約，同(tong)時能(neng)(neng)(neng)為(wei)(wei)售電(dian)(dian)(dian)公(gong)司(si)提供數據參(can)考，輔助(zhu)售電(dian)(dian)(dian)公(gong)司(si)制(zhi)定未來的(de)(de)購(gou)電(dian)(dian)(dian)計劃。

3、基于區塊鏈的能源互聯網物理約束管控策略研究

基于區塊(kuai)鏈技(ji)術(shu)的(de)雙(shuang)邊智(zhi)能交(jiao)易極(ji)大地提升了(le)電力交(jiao)易的(de)自由度(du)(du)(du)和實時響應效(xiao)率(lv)(lv)，但在基于區塊(kuai)鏈構建的(de)交(jiao)易完全(quan)去中心化(hua)(hua)和調(diao)度(du)(du)(du)部分去中心化(hua)(hua)的(de)智(zhi)能交(jiao)易與協(xie)同調(diao)度(du)(du)(du)模(mo)型中，交(jiao)易的(de)達成(cheng)必(bi)須經過調(diao)度(du)(du)(du)系統的(de)安全(quan)校核，其中包括有(you)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)、無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)(lv)、線損等約束條件。因此，如何在盡量滿足(zu)用(yong)戶(hu)交(jiao)易需求的(de)同時，對(dui)物理約束限制(zhi)帶(dai)來(lai)的(de)風險進行有(you)效(xiao)管(guan)控(kong)，保障電網(wang)安全(quan)穩定(ding)高效(xiao)運(yun)行，成(cheng)為了(le)必(bi)不可少(shao)的(de)研究內容。基于此，本文(wen)提出了(le)一種基于區塊(kuai)鏈的(de)變(bian)電站自治(zhi)與調(diao)度(du)(du)(du)監(jian)管(guan)協(xie)同作用(yong)的(de)能源(yuan)互聯(lian)網(wang)物理約束管(guan)控(kong)策略。

3.1變電站自治的物理約束管控策略

當用(yong)戶A(售電(dian)公司或大(da)型企業)和電(dian)廠B以雙邊交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)的(de)(de)(de)方(fang)式，基(ji)于(yu)(yu)智能(neng)合約達成交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)共識后，源(yuan)–售交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)鏈(BC1)會結合該筆交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)的(de)(de)(de)相關(guan)信(xin)息(xi)，先對該交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)方(fang)案的(de)(de)(de)可(ke)(ke)行性(xing)進(jin)行初步解析，分析內容包括方(fang)案已提(ti)(ti)(ti)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)次(ci)數、距首次(ci)被駁回的(de)(de)(de)時(shi)間(若方(fang)案為首次(ci)提(ti)(ti)(ti)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)則(ze)跳過該步驟(zou))。為提(ti)(ti)(ti)升交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)成功(gong)率(lv)，減少(shao)不必要的(de)(de)(de)算(suan)力(li)支出，每(mei)套交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)方(fang)案僅允許(xu)在單次(ci)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)申請周期(qi)Δt內提(ti)(ti)(ti)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)3次(ci)，若超過3次(ci)或在Δt內未能(neng)形成滿足物理(li)約束的(de)(de)(de)方(fang)案，則(ze)該方(fang)案作(zuo)廢，方(fang)案所涉及(ji)的(de)(de)(de)源(yuan)、售端(duan)節點將(jiang)不能(neng)于(yu)(yu)本時(shi)段再次(ci)申請交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)。該步驟(zou)起到了約束各節點慎重提(ti)(ti)(ti)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)方(fang)案的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，相對低頻(pin)但高(gao)效的(de)(de)(de)申請狀(zhuang)態(tai)有利(li)于(yu)(yu)提(ti)(ti)(ti)升模型整體的(de)(de)(de)運(yun)(yun)作(zuo)效率(lv)，同時(shi)能(neng)在一定程度上預防潛在的(de)(de)(de)DDoS攻擊(ji)風險。在調度約束的(de)(de)(de)許(xu)可(ke)(ke)范圍之(zhi)內，交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)申請周期(qi)Δt可(ke)(ke)依(yi)據實際應用(yong)環境進(jin)行自定義。此外，在保障調度有足夠的(de)(de)(de)算(suan)力(li)和資(zi)源(yuan)維持電(dian)網安全穩定運(yun)(yun)行的(de)(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)(ti)下(xia)，為了滿足交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)頻(pin)次(ci)要求(qiu)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)現(xian)貨市場(chang)的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)需求(qiu)，可(ke)(ke)將(jiang)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)申請周期(qi)Δt縮短至小時(shi)級別，減少(shao)因(yin)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)方(fang)案未能(neng)及(ji)時(shi)通過帶來的(de)(de)(de)經濟損(sun)失。

4、總結

能源(yuan)互聯網融合了多種能源(yuan)、多類信息，是今(jin)后能源(yuan)行業發展的必(bi)然趨勢；而區塊鏈技(ji)術因其獨(du)特的去中(zhong)心化、防(fang)篡改(gai)、去信任等特性(xing)，在應(ying)用于能源(yuan)互聯網建設的問題上(shang)，具(ju)備天然的適(shi)應(ying)性(xing)和契合性(xing)。

本文在(zai)簡要概括了(le)(le)(le)(le)(le)這一特性的(de)基礎上，提(ti)出了(le)(le)(le)(le)(le)基于區(qu)(qu)(qu)塊鏈(lian)(lian)技術的(de)能(neng)源互(hu)聯網(wang)物理(li)層次架(jia)構(gou)和(he)邏輯(ji)協(xie)議層模(mo)型；設(she)計了(le)(le)(le)(le)(le)能(neng)源互(hu)聯網(wang)在(zai)交(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)完全(quan)去中(zhong)心(xin)化(hua)(hua)后(hou)的(de)智能(neng)交(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)模(mo)式(shi)；探(tan)討了(le)(le)(le)(le)(le)在(zai)調(diao)(diao)度(du)部(bu)(bu)分去中(zhong)心(xin)化(hua)(hua)后(hou)，基于區(qu)(qu)(qu)塊鏈(lian)(lian)的(de)垂直分級調(diao)(diao)度(du)系統和(he)多級變電(dian)站的(de)協(xie)同(tong)調(diao)(diao)度(du)模(mo)式(shi)；定義了(le)(le)(le)(le)(le)該(gai)模(mo)式(shi)下各(ge)(ge)(ge)級調(diao)(diao)度(du)、電(dian)廠、變電(dian)站、售(shou)電(dian)公司(si)與各(ge)(ge)(ge)類用(yong)戶的(de)節點(dian)屬(shu)性和(he)任務職能(neng)，以及處在(zai)不同(tong)層級、由不同(tong)節點(dian)所(suo)構(gou)成的(de)各(ge)(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)塊鏈(lian)(lian)的(de)類型；探(tan)究了(le)(le)(le)(le)(le)變電(dian)站自治與調(diao)(diao)度(du)監管申請協(xie)同(tong)作用(yong)的(de)物理(li)約束(shu)管控及電(dian)網(wang)安全(quan)校核策略；最后(hou)，形成了(le)(le)(le)(le)(le)以“交(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)完全(quan)去中(zhong)心(xin)化(hua)(hua)，調(diao)(diao)度(du)部(bu)(bu)分去中(zhong)心(xin)化(hua)(hua)”為(wei)特點(dian)，基于區(qu)(qu)(qu)塊鏈(lian)(lian)技術構(gou)建的(de)智能(neng)交(jiao)(jiao)(jiao)易(yi)與協(xie)同(tong)調(diao)(diao)度(du)模(mo)式(shi)，為(wei)實現能(neng)源互(hu)聯網(wang)高效安全(quan)運行貢獻(xian)了(le)(le)(le)(le)(le)方案及思(si)路。目前(qian)針對區(qu)(qu)(qu)塊鏈(lian)(lian)和(he)能(neng)源互(hu)聯網(wang)的(de)研究尚(shang)處于初級階段，望本文能(neng)對相關技術領域的(de)發展起(qi)到積極地推(tui)進作用(yong)。