劉吉成，孫嘉康，郭啟蒙

(華北電力大學經(jīng)濟與管理學院，北京 102206)

清潔能源將是未來社會經(jīng)濟發(fā)展的主要推動力［1］。光伏作為清潔能源的代表，具有低碳、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等明顯的優(yōu)點，近些年來發(fā)展迅速。但是，光伏發(fā)電出力受天氣等環(huán)境因素的影響巨大，具有不穩(wěn)定性的特點，另外，大規(guī)模的光電并網(wǎng)將會對電網(wǎng)造成沖擊，影響電網(wǎng)的平穩(wěn)運行［2］。而儲能行業(yè)近些年來的飛速發(fā)展，為清潔能源的利用提供了新的路徑［3］，結合儲能的清潔能源價值鏈的研究越來越受到重視，但由于信息不對稱性的普遍存在，價值鏈成員之間存在的信任缺失等問題仍然有待解決。而區(qū)塊鏈技術的出現(xiàn)，為解決信任問題提供了基礎。因此，本研究針對光伏出力的特點以及價值鏈成員間的信任問題，結合區(qū)塊鏈技術構建了“光-儲-用”價值鏈，并利用系統(tǒng)動力學方法對其運行機制進行研究，為我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考。

1 相關研究回顧

對于結合儲能技術的清潔能源價值鏈的研究已有一些，如Liu 等［4-5］針對光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，結合儲能環(huán)節(jié)提出了非并網(wǎng)的光伏“發(fā)-儲-用”價值鏈模式，并對價值鏈上的各耦合節(jié)點進行了相應的優(yōu)化選擇，并對清潔能源價值鏈中的儲能節(jié)點企業(yè)進行評價，使其與發(fā)電節(jié)點企業(yè)的聯(lián)盟更有價值：由于儲能商的緩沖作用，因此消除了光電的不穩(wěn)定性，保證了用戶用電的可靠性，同時也減小了電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻的壓力。

由于光伏發(fā)電商與儲能商在合作運營模式中構成了一個動態(tài)的聯(lián)盟，他們之間的行為相互影響，因此雙方的互信水平將決定其合作深度，進而也決定了聯(lián)盟整體的價值共創(chuàng)水平。但普遍存在的信息不對稱性將會削弱光伏發(fā)電商與儲能商之間的互信水平，從而降低他們的合作深度，影響聯(lián)盟的整體收益。而區(qū)塊鏈技術的誕生為解決聯(lián)盟成員間的信任問題提供了方案，區(qū)塊鏈技術在能源領域有著巨大的應用潛力。區(qū)塊鏈技術作為一種分布式數(shù)據(jù)庫技術，最大的特點在于能夠保證參與各方數(shù)據(jù)的安全性、不可篡改性以及可追溯性［6］。通過應用區(qū)塊鏈技術，能源交易的安全性及可靠性將得到有效保障［7］。洪小鈴等［8］提出了基于區(qū)塊鏈的制造聯(lián)盟系統(tǒng)，通過制造執(zhí)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能和區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)不可篡改特性，將產(chǎn)品的生產(chǎn)過程信息存入?yún)^(qū)塊鏈中，保證信息的真實性，并將這些信息作為最終利益分配的依據(jù)，以此提升靜態(tài)聯(lián)盟成員企業(yè)的互信程度，促進聯(lián)盟企業(yè)的深入合作，實現(xiàn)共贏。靳開元等［9］提出了一種基于區(qū)塊鏈的光伏就地消納交易模式，運用Stackelberg 博弈模型確定內(nèi)部電價，通過邊緣計算制定最優(yōu)用電計劃，設計了基于信譽值的就地消納交易機制，對就地消納程度低的用戶進行懲罰，鼓勵用戶通過可時移負荷消納光伏出力。另外，系統(tǒng)動力學作為研究系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間影響關系的一種方法，具有很強的應用價值，為系統(tǒng)的價值增值效應分析提供了研究手段，如馮婧等［10］運用系統(tǒng)動力學方法，以新興綠色產(chǎn)業(yè)為模擬對象建立新興綠色產(chǎn)業(yè)鏈價值增值的系統(tǒng)流圖和系統(tǒng)動力學模型，對新興綠色產(chǎn)業(yè)鏈價值增值的影響因素進行分析，為新興綠色產(chǎn)業(yè)的培育及發(fā)展決策提供參考；劉吉成等［11］構建了風電產(chǎn)業(yè)價值鏈增值效應的系統(tǒng)動力學模型，研究價值鏈的整體增值趨勢，探討影響風電產(chǎn)業(yè)價值增值的主要因素，并對影響因素進行靈敏性分析，為我國風電產(chǎn)業(yè)轉型及實現(xiàn)價值增值提供了一定參考。

通過對已有研究成果進行分析可以發(fā)現(xiàn)，目前針對清潔價值鏈、能源區(qū)塊鏈技術的應用以及系統(tǒng)動力學的研究雖然不少，但是缺乏利用系統(tǒng)動力學對能源區(qū)塊鏈技術應用到光伏價值鏈系統(tǒng)的研究，且目前的研究多集中在對單個節(jié)點的研究，較少有涉及到系統(tǒng)的機制原理。因此，本研究利用區(qū)塊鏈技術設計了能源區(qū)塊鏈平臺，并組建了基于能源區(qū)塊鏈的光伏價值鏈系統(tǒng)，在此基礎上，運用系統(tǒng)動力學方法對價值鏈系統(tǒng)進行仿真分析，研究光伏價值鏈系統(tǒng)的價值增值機制及其內(nèi)部各要素之間的影響關系，進而對其價值增值機理進行系統(tǒng)性分析。

2 能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈

2.1 基本結構

本研究結合區(qū)塊鏈技術構建能源區(qū)塊鏈平臺，利用區(qū)塊鏈的去中心化、不可篡改、可追溯等特性，保證光伏發(fā)電商、儲能商雙方在交易過程中信息的可靠性與安全性，從而加深兩者之間的互信水平，加強雙方的合作關系，取得更多的收益。能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈（見圖1）由三方主體構成，上游節(jié)點為光伏發(fā)電商，中游節(jié)點為儲能商，下游節(jié)點為電力用戶，其中還包含能量流、信息流與價值流3 種要素。價值鏈的運行過程為：光伏發(fā)電商將生產(chǎn)出的光電輸送給儲能商，儲能商再將儲備的電能輸送給下游的電力用戶，構成能量流；光伏發(fā)電商與儲能商通過共同構建的能源區(qū)塊鏈平臺進行信息交流、數(shù)據(jù)傳輸?shù)然顒?，儲能商直接與用戶進行信息交流，構成信息流；價值流則從用戶側開始流向儲能商，再到發(fā)電商處，完成價值的回收增值。這種非并網(wǎng)的運營方式，一方面可以減少光伏出力不穩(wěn)定對電網(wǎng)的沖擊，另一方面可以使儲能商以高于市場上網(wǎng)電價的價格收購光電，以低于市場峰時電價的價格將電能售給用戶，賺取中間的差價，在保證自身營利的基礎上既提高了光伏發(fā)電商的收益，也提升了用戶的收益，實現(xiàn)了三方的共贏。

圖1 能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈

2.2 能源區(qū)塊鏈平臺設計

目前的區(qū)塊鏈技術按照應用范圍可簡單分為3種：公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈。公有鏈是指在全世界中任何人都可以無限制進入和退出的，被認為是完全去中心化的區(qū)塊鏈應用，由數(shù)據(jù)共識機制決定誰來記錄區(qū)塊以及哪塊區(qū)塊可以加到區(qū)塊鏈中并明確當前狀態(tài)；私有鏈主要是應用于一個組織內(nèi)部沒有去中心化但是具有分布式結構的區(qū)塊鏈技術應用；聯(lián)盟鏈介于公有鏈與私有鏈之間，具有部分去中心化開放一定權限等特點［12］。本研究構建的能源區(qū)塊鏈平臺以聯(lián)盟鏈技術為基礎，用戶需要采用實名認證的方式，經(jīng)過審核之后才能進入能源區(qū)塊鏈系統(tǒng)進行相應的電能交易。

根據(jù)“光-儲-用”價值鏈特點，對能源區(qū)塊鏈平臺采用的共識機制進行設計。由于能源區(qū)塊鏈的參與節(jié)點數(shù)量遠小于公有鏈，且對每個參與人都進行了相應的實名認證，所以避免了大量惡意節(jié)點的存在，所以采用隨機選擇的共識機制來選擇記賬人，避免了公有鏈中工作量證明（proof of work，Pow）共識機制造成的算力浪費，并提高了系統(tǒng)的效率。

能源區(qū)塊鏈平臺中的區(qū)塊結構是使平臺具有去中心化、不可篡改、可追溯特性的基礎，包括區(qū)塊頭和區(qū)塊體兩個部分［13］。區(qū)塊頭部分封裝了上一個區(qū)塊的哈希（Hash）值、時間戳、隨機數(shù)和Merkle根等數(shù)據(jù)，保證了能源區(qū)塊鏈的鏈式結構以及交易數(shù)據(jù)的不可篡改性；區(qū)塊體中封裝了能源交易商進行能源交易產(chǎn)生的各種交易數(shù)據(jù)，通過哈希函數(shù)生成Merkle 根，再保存到區(qū)塊頭中，保證了數(shù)據(jù)的不可篡改、可追溯等特性。記賬人通過調(diào)整隨機數(shù)獲得滿足系統(tǒng)要求的新區(qū)塊，新區(qū)塊經(jīng)過其他節(jié)點用戶確認之后就可以上鏈保存，隨著區(qū)塊鏈長度的不斷增長，越靠前的區(qū)塊中的數(shù)據(jù)就越難以被篡改。具體的區(qū)塊結構如圖2 所示。

圖2 能源區(qū)塊鏈平臺的區(qū)塊結構

能源區(qū)塊鏈平臺以區(qū)塊鏈技術為基礎，保證了交易數(shù)據(jù)的安全可靠，增強了能源交易各方之間的信任度，加強了交易雙方的合作關系，提升了價值鏈的整體收益水平，采用能源區(qū)塊鏈進行電能交易的基本模式為雙方合作提供了保障。具體為：能源交易商首先申請進入能源區(qū)塊鏈平臺系統(tǒng)，然后進行實名認證，認證通過后可以選擇發(fā)起電能交易，當其他用戶響應交易并確認后將生成交易數(shù)據(jù)，之后區(qū)塊鏈系統(tǒng)隨機選擇記賬人對交易數(shù)據(jù)進行打包生成新區(qū)塊，新生成的區(qū)塊將被廣播給其他節(jié)點的用戶，其他節(jié)點將確認新區(qū)塊中的交易信息，待確認無誤后新區(qū)塊上鏈；本輪交易結束，用戶可以選擇是否進行下一輪交易，如果進入下一輪交易，則其基本步驟與之前一致。如圖3 所示。

圖3 能源區(qū)塊鏈下的能源交易流程

能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈設計將為價值鏈中各個參與者提供安全可靠的交易機制，保證能源交易安全有序運行，進而為價值鏈整體的價值增值提供保障。由于價值鏈系統(tǒng)具有動態(tài)復雜的特性，為了更好地研究價值鏈內(nèi)部的協(xié)同運作機理，本研究將采用系統(tǒng)動力學的方法對價值鏈進行分析。

3 能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈系統(tǒng)動力學模型

3.1 系統(tǒng)的邊界設定及系統(tǒng)假設

系統(tǒng)動力學是以反饋控制理論為基礎，通過將定性分析與定量分析相結合，研究如何協(xié)調(diào)大規(guī)模復雜系統(tǒng)中各子系統(tǒng)及影響因素間的關系［14］。將系統(tǒng)動力學運用于能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈系統(tǒng)，通過建立系統(tǒng)動力學模型進行全方位、動態(tài)的分析，并根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部影響因素的靈敏性，分析判斷各影響因素對系統(tǒng)增值效應的促進或阻礙作用。

本研究構建的能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈系統(tǒng)主要為具體事物的抽象概括，因此，相比于實際情況，對模型進行了相應的簡化設定，以問題的主要矛盾為研究對象。本研究有以下基本假設：

（1）儲能商的收購電價大于上網(wǎng)電價，儲能商的銷售電價大于收購電價，同時，儲能商的銷售電價小于市場中電網(wǎng)的峰時電價。由于電網(wǎng)峰時電價與上網(wǎng)電價之間存在著不小的價差，因此該假設可以實現(xiàn)。

（2）光伏發(fā)電商將生產(chǎn)出的電能按照一定的比例售給儲能商，與光電上網(wǎng)相比，該部分電能將產(chǎn)生更高的收益，而送儲比例將受到發(fā)電商與儲能商之間互信水平的影響。

（3）當發(fā)電商與儲能商獲得相應收益以后，才會考慮構建能源區(qū)塊鏈平臺進一步加強合作，因此，未構建平臺時的互信水平將處于較低水準，且增加速度緩慢。

（4）由于儲能商的電價低于峰時電網(wǎng)電價，所以，儲能商的電能總是能夠被用戶接納。

（5）基于能源區(qū)塊鏈的發(fā)電、儲電雙方的互信水平可以達到最佳水準，發(fā)電商將會把生產(chǎn)出來的全部電量售給儲能商，此時雙方的互信水平為1，送儲比率為100%。

（6）由于光伏發(fā)電商的投機心理，在信息不完全的狀態(tài)下，依舊選擇將一部分光電售賣給儲能商。

（7）當儲能商擁有一定的電能儲備之后，可以將剛收購的電能直接輸送給用戶，不必進行存儲，在進行交易時，儲能商也只需保證能夠給用戶提供已商定好的電量。又由于本研究中按月為時間單位進行模擬，所以，儲能商實際的售電量將超過其儲能容量，基于此，設定儲能流轉率為儲能商最大電能購買（售賣）量與儲能容量的比值。假設儲能流轉率為3，儲能容量為1 個單位，則儲能商的最大購買（售賣）電量可以達到3 個單位。

3.2 系統(tǒng)因果關系分析

能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈系統(tǒng)是一個較為復雜的系統(tǒng)，按層次可以化為3 個子系統(tǒng)，分別為發(fā)電商子系統(tǒng)、儲能商子系統(tǒng)以及用戶子系統(tǒng)，3 個子系統(tǒng)之間相互影響，共同構成了整體的大的系統(tǒng)。通過因果關系分析可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)中各因素對發(fā)電商超額收益、儲能商收益以及用戶收益造成的影響。

在發(fā)電商子系統(tǒng)中，對發(fā)電商超額收益進行因果關系分析可以發(fā)現(xiàn)：發(fā)儲互信水平→+發(fā)電商平臺投資→?發(fā)電商超額收益；發(fā)電商平臺投資系數(shù)→+發(fā)電商平臺投資→?發(fā)電商超額收益；電價價差→+送儲收益→+發(fā)電商超額收益；送儲電量→+送儲收益→+發(fā)電商超額收益。其中存在兩個主要的因果關系反饋循環(huán)：發(fā)電商超額收益→+發(fā)電商平臺投資→?發(fā)電商超額收益；發(fā)電商超額收益→+發(fā)電商平臺投資→+信任增加度→+發(fā)儲互信水平→+送儲比率→+送儲電量→+送儲收益→+發(fā)電商超額收益。

在儲能商子系統(tǒng)中，對儲能商收益進行因果關系分析可以發(fā)現(xiàn)：儲能商平臺投資系數(shù)→+儲能商平臺投資→?儲能商收益；發(fā)儲互信水平→+儲能商平臺投資→?儲能商收益；初始投資→?儲能商收益；售電電價→+售電收益→+儲能商收益；送儲電價→?售電收益→+儲能商收益；送儲電量→+售電收益→+儲能商收益。另外，涉及到儲能商收益的因果反饋循環(huán)主要有：儲能商收益→+儲能商平臺投資→+儲能商收益；儲能商收益→+儲能商平臺投資→+信任增加度→+發(fā)儲互信水平→+送儲比率→+送儲電量→+售電收益→+儲能商收益。

在用戶子系統(tǒng)中，利用因果樹圖對用戶收益進行因果關系分析可以發(fā)現(xiàn)：售電電價→—峰時用電收益→+用戶收益；峰時網(wǎng)電電價→+峰時用電收收益→+用戶收益。

能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈系統(tǒng)的具體因果關系如圖4 所示，其闡述了系統(tǒng)中各要素之間的相互影響關系。

圖4 能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈系統(tǒng)因果關系

3.3 系統(tǒng)動力學模型

根據(jù)圖4 構建系統(tǒng)存量流量模型，將發(fā)電商超額收益、發(fā)儲互信水平、儲能商收益、用戶收益4個系統(tǒng)要素設為水平變量，將送儲收益、發(fā)電商平臺投資設為發(fā)電商超額收益的流率變量，將信任增加度設為發(fā)儲互信水平的流入變量，將售電收益和儲能商平臺投資設為儲能商收益的流入和流出變量，將峰時用電收益設為用戶收益的流入變量；系統(tǒng)中的其他要素設為相應的輔助變量。具體結構如圖5所示。

圖5 能源區(qū)塊鏈下“光-儲-用”價值鏈系統(tǒng)存量流量模型

4 仿真分析及建議

4.1 參數(shù)設定及狀態(tài)方程

對能源區(qū)塊鏈下“光-儲-用”價值鏈系統(tǒng)存量流量模型進行系統(tǒng)動力學仿真，并對主要變量進行靈敏性分析。以寧夏地區(qū)的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況為依據(jù)，對系統(tǒng)動力學模型主要參數(shù)進行設定：裝機容量為10 MW；年平均有效日照時間為1 459 h；發(fā)電量按照平均月有效日照時數(shù)計算；初始送儲比率為20%；上網(wǎng)電價為0.35 元，送儲電價為0.55元，售電電價為0.8 元，峰時電網(wǎng)電價為1.0 元；發(fā)電商平臺建設投資系數(shù)、儲能商平臺建設投資系數(shù)均為0.3；儲能商的固定設備投資成本為1.12 元/kW·h；初始固定投資為100 萬元；儲能流轉率為5；平臺日常維護費為1 000 元。模型中涉及的主要狀態(tài)方程如下：

（1）發(fā)電商超額收益=INTEG(送儲收益-發(fā)電商，0)；

（2）儲能商收益=INTEG(售電收益-儲能商平臺投資，-初始投資) ；

（3）用戶收益=INTEG(峰時用電收益，0)；

（4）發(fā)儲互信水平=INTEG(IF THEN ELSE(1-發(fā)儲互信水平>=信任增加度,信任增加度，1-發(fā)儲互信水平)，0)

（5）送儲收益=送儲電量×電價價差；

（6）發(fā)電商平臺投資=IF THEN ELSE(發(fā)儲互信水平>=1，平臺日常維護費，發(fā)電商超額收益×發(fā)電商平臺建設投資系數(shù)) ；

（7）信任增加度=(發(fā)電商平臺投資+儲能商平臺投資)/能源區(qū)塊鏈平臺造價

（8）儲能商平臺投資=IF THEN ELSE(發(fā)儲互信水平>=1，平臺日常維護費，IF THEN ELSE(儲能商收益>=0，儲能商收益×儲能商平臺投資系數(shù)，0))

（9）送儲比率=IF THEN ELSE(發(fā)儲互信水平>=1,1,MAX(0.2,發(fā)儲互信水平))

（10）送儲電量=MIN(送儲比率×發(fā)電量，儲能容量×儲能流轉率)

4.2 仿真結果分析

仿真采用Vensim PLE 軟件進行相應的仿真，時間以月為單位，對發(fā)電商超額收益、儲能商收益、用戶收益、發(fā)儲互信水平等4 個方面進行仿真，結果如圖6、圖7所示。仿真結果顯示，隨著時間的推移，發(fā)電商超額收益、儲能商收益、用戶收益都將增加。

圖6 發(fā)電商、儲能商、用戶三方收益仿真比較

圖7 發(fā)電商、儲能商互信水平及送儲比率變化仿真分析

（1）對于發(fā)電商超額收益而言，主要經(jīng)歷了兩個階段。第一個階段，增長速度較為緩慢。這是因為在最初階段，發(fā)電商與儲能商投入搭建能源區(qū)塊鏈平臺的資金較少，平臺尚未搭建完成，雙方互信水平處于較低水準，影響了發(fā)電商的送儲比率提升，因此發(fā)電商超額收益增長較為緩慢。在第二階段，由于雙方資金投入已經(jīng)達到一定水準，能源區(qū)塊鏈平臺搭建完成，雙方互信水平達到較高水準，此時將大幅度提高光電的送儲比率，因為發(fā)電商超額收益增長較快。對于儲能商而言，由于儲能商的收入依賴于光電的買賣差額，因此將其收益初始值設為固定資產(chǎn)投入的相反數(shù)是合理的，可以發(fā)現(xiàn)，增長速度同樣經(jīng)歷了兩個階段，原因與發(fā)電商的基本一致，在此則不再贅述。值得注意的是，儲能商的收益雖然在開始之時低于發(fā)電商與用戶的收益，但是增長速度相對較快，因此，經(jīng)過足夠的時間之后，儲能商的收益將超過發(fā)電商超額收益以及用戶收益。對于用戶而言，收益增長與發(fā)電商超額收益的增長是類似的，都經(jīng)歷了兩個階段，但用戶并沒有參與到能源區(qū)塊鏈平臺的建設當中，收益增加主要依賴于發(fā)電商的送儲電量的增長，因此收益增長速度與發(fā)電商超額收益增長速度接近。

（2）發(fā)儲互信水平的增加趨勢。由于最初發(fā)電商與儲能商的收益尚不足以開展能源區(qū)塊鏈平臺的建設，發(fā)儲雙方互信水平維持在較低水準，假定其0；當發(fā)電商獲得超額收益之后，將會利用其中部分資金投入到能源區(qū)塊鏈平臺的建設中來，因此雙方互信水平開始增長，最終達到頂峰，將其設定為1，與之前假設相符。實際上，區(qū)塊鏈技術作為一種分布式數(shù)據(jù)庫技術，其中存儲的數(shù)據(jù)一旦上鏈將具有不可篡改、可追溯的特性，可以大幅度增加數(shù)據(jù)的可信，進而大幅度加深合作雙方的互信水平，直至達到合作關系中的最高信任水準，因此本研究將其假定為1 是合理的。

（3）光伏發(fā)電商的送儲比率也在不斷增高。這是因為送儲比率受到發(fā)儲互信水平的影響，而發(fā)儲互信水平處于不斷升高的趨勢當中；送儲比率的升高將帶動光伏發(fā)電超額收益的增加，而超額收益的增加將會帶動能源區(qū)塊鏈平臺建設的加快，這又增加了發(fā)儲互信水平，形成正向的循環(huán)。因此，最終的送儲比率將達到100%。值得注意的是，這里假定在最初即使沒有能源區(qū)塊鏈平臺的建設，出于投機的心理，發(fā)電商也將一定比率的放電銷售給儲能商，這也是符合事實的。

綜上所述，從價值鏈各主體的角度來看，能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈的構建將提升各主體的收益，提高光伏的利用率，實現(xiàn)價值的增值。對于光伏發(fā)電商而言，將光電銷售給儲能商將會帶來更多的收益，同時也緩解了光伏并網(wǎng)的壓力；對于儲能商而言，將收購的光電在用電峰時銷售給電力用戶，可以實現(xiàn)成本快速回收和價值的增值；對于用戶而言，在峰時從儲能商處購買所需電量可以節(jié)省大量費用，獲得更多收益。從價值鏈中光伏發(fā)電商與儲能商信任問題的角度來看，能源區(qū)塊鏈平臺的構建，能夠解決價值鏈上成員之間的信任問題，提升光伏發(fā)電商與儲能商之間的互信水平，進而雙方建立穩(wěn)定的合作關系，將有助于光伏發(fā)電商、儲能商以及用戶收益的增加，有助于光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

4.2 主要影響因素分析

利用系統(tǒng)動力學特性以及Vensim PLE軟件功能，針對能源區(qū)塊鏈中裝機容量以及發(fā)電商平臺投資系數(shù)兩個變量進行靈敏度分析：通過對裝機容量分析，可以發(fā)現(xiàn)發(fā)電商規(guī)模對整體收益的影響；通過對發(fā)電商平臺投資系統(tǒng)的分析，可以得出能源區(qū)塊鏈平臺建設速度對價值鏈整體的收益的影響；另外，由于儲能商平臺投資系數(shù)對價值鏈系統(tǒng)的影響與發(fā)電商平臺投資系數(shù)的影響較為相似，且又因為儲能商在前期并不能提供較多的平臺建設資金，因此主要對發(fā)電商平臺投資系數(shù)的影響進行分析。

（1）裝機容量影響。假設存在4 種不同的光伏電廠規(guī)模，裝機容量分別為5 MW、10 MW、15 MW以及20 MW，就此進行系統(tǒng)動力學仿真分析，結果對比如圖8 所示。隨著裝機容量的增加，如圖8（a）顯示，發(fā)電商的超額收益也在增加，且增長速度也在變快；圖8（b）顯示用戶收益大小及增長速度均有相應的增加；圖8（c）顯示儲能商能夠提前完成固定投資的回收，并且擁有較高的收益增長速度；圖8（d）顯示對發(fā)儲雙方互信水平增進有正向影響。值得注意的是，裝機容量并不能影響初期的發(fā)儲雙方互信水平，這是可以理解的，裝機容量的增加并不能打破信息不對稱的局面，因此裝機容量不能影響最初的互信水平，但是可以加快之后的互信水平增長速度。通過對裝機容量影響的分析，從光伏電廠建設的角度來看，較大規(guī)模的光伏電廠將會實現(xiàn)更高水平的價值增值效應，其除了可以提升自身的收益以外，也可以提升儲能商及用戶的收益水平，實現(xiàn)多方收益的共同增長。

圖8 裝機容量對價值鏈成員收益及互信水平影響的仿真分析

（2）發(fā)電商平臺投資系數(shù)影響。發(fā)電商平臺投資系數(shù)（以下簡稱“投資系數(shù)”）反映了發(fā)電商對能源區(qū)塊鏈平臺建設的重視程度，二者之間呈正相關關系。假定3 種不同的發(fā)電商投資系數(shù)，分別為0.3、0.5、0.7，分別對應于發(fā)電商對能源區(qū)塊鏈平臺建設重視程度較低、一般和較高，具體仿真結果如圖9 所示。隨著投資系數(shù)的增加，如圖9（a）所示，發(fā)電商超額收益的絕對值也相應增加，而且，在前期投資系數(shù)較低的發(fā)電商可以獲得較高的超額收益，但是之后隨著時間的增加，投資系數(shù)較高的發(fā)電商取得了較高的超額收益；這也是可以理解的，較高的投資系數(shù)將在前期消耗大量的資金，而此時能源區(qū)塊鏈對于互信水平的影響尚不足以彌補大量的消耗，但是，隨著時間的推移，能源區(qū)塊鏈建設帶來的效果將會大幅度增加發(fā)電商的超額收益，彌補之前的投資消耗，且取得更大的收益。同時，隨著投資系數(shù)的增加，如圖9（b）所示，儲能商收益的絕對值以及增長速度也將增加，同時減少儲能商回收固定投資的時間；如圖9（c）所示，用戶收益的絕對值以及增長速度也會增加；如圖9（d）所示，發(fā)儲互信水平的增加速度也會增加，因為投資系數(shù)增加加快了能源區(qū)塊鏈平臺的建設速度，因此可以帶來發(fā)儲互信水平增長速度的增加。值得注意的是，第一期的發(fā)儲互信水平依舊為0，這是因為第1 個月之前假定發(fā)電商并沒有開始進行平臺建設，其在第1 個月獲得超額收益之后才開始進行平臺建設，因此發(fā)儲互信水平依舊為0。通過對發(fā)電商平臺投資系數(shù)影響的分析，從能源區(qū)塊鏈平臺建設的角度來看，區(qū)塊鏈技術作為新一代信息技術的代表之一，與傳統(tǒng)行業(yè)的融合將會帶來新的發(fā)展機遇，光伏發(fā)電商及儲能商對于建設能源區(qū)塊鏈的重視程度的提高有助于價值鏈成員更快獲得更多的收益，越早實現(xiàn)能源區(qū)塊鏈平臺的搭建就越早能夠建立深入穩(wěn)定的合作關系，實現(xiàn)價值鏈整體收益水平的提高。

圖9 發(fā)電商投資系數(shù)對價值鏈成員收益及互信水平的影響

5 結論及建議

5.1 結論

在以實現(xiàn)碳中和碳達峰為目標的發(fā)展背景下，以光伏為代表的清潔能源技術與儲能技術及區(qū)塊鏈技術的融合發(fā)展將會實現(xiàn)多方利益主體的價值增值，增強能源交易雙方的互信水平，促進清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增強能源利用效率，減少碳排放。本研究結合區(qū)塊鏈技術和儲能技術構建了能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈，設計了相應的區(qū)塊鏈結構，闡述了能源區(qū)塊鏈下的能源交易流程，為解決由光伏出力不穩(wěn)定導致的利用率低的問題和交易過程信任缺失問題提供方案；之后利用系統(tǒng)動力學對該價值鏈系統(tǒng)進行仿真，建立了相應的系統(tǒng)動力學模型，在對仿真結果及主要影響因素分析的基礎上提出相應的建議。研究結果表明，本研究所構建的能源區(qū)塊鏈下的“光-儲-用”價值鏈整體將取得較好的收益，光伏發(fā)電商、儲能商以及用戶都將取得較高的收益并且實現(xiàn)價值的增值，同時能源區(qū)塊鏈平臺的搭建解決了光伏發(fā)電商與儲能商交易過程中的信任問題，使得各方均獲得了良好的發(fā)展前景。

5.2 對策建議

合理的政府政策將會對相應產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到很大的幫助作用。結合以上結論，給出如下建議：

（1）在保證電網(wǎng)供電的基礎上大力發(fā)展“光-儲-用”的光伏利用模式，進而將這種模式推廣到風電等其他具有不穩(wěn)定性的清潔能源地利用中來。采取這一模式，不僅可以提升清潔能源的利用率，而且還能減輕電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻負擔，實現(xiàn)多方利益主體的價值增值。

（2）大力發(fā)展儲能行業(yè)，提倡儲能行業(yè)參與到清潔能源價值鏈的建設中。儲能行業(yè)的發(fā)展可以為清潔能源的利用提供有利的技術條件，同時以“光-儲-用”為代表的清潔能源消納模式也為儲能行業(yè)提供發(fā)展路徑參考，實現(xiàn)正向的反饋循環(huán)，為我國雙碳目標的實現(xiàn)貢獻力量。

（3）加快能源區(qū)塊鏈的建設，發(fā)展區(qū)塊鏈技術在以光伏為代表的清潔能源領域的應用。區(qū)塊鏈技術作為新一代信息技術的代表之一，它的應用可以保障能源交易各方的利益，以及提升能源交易的可靠性，增強能源交易各方的互信水平，有利于清潔能源價值鏈的升級發(fā)展。

（4）健全相應的清潔能源市場體制機制。以“光-儲-用”為代表的清潔能源消納模式以市場為主導力量，可以更加高效地對資源進行配置，健全的市場體制機制將為其發(fā)展提供保障。

此外，本研究在系統(tǒng)模型的構建中，除主要變量外其余變量的設置并不夠全面，對于系統(tǒng)中其他變量的影響分析不夠完整，今后有待進一步深入研究。