亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于區(qū)塊鏈技術(shù)的微電網(wǎng)群分布式電能交易模式

        2022-06-06 12:54:10朱廷虎劉洋許立雄饒萍李振偉吳涵
        電力建設(shè) 2022年6期
        關(guān)鍵詞:電能配電網(wǎng)智能

        朱廷虎,劉洋,許立雄,饒萍,李振偉,吳涵

        (四川大學(xué)電氣工程學(xué)院, 成都市 610065)

        0 引 言

        2017年10月,國家能源局發(fā)布了《關(guān)于開展分布式發(fā)電市場化交易試點(diǎn)的通知》,促使我國近年來持續(xù)推進(jìn)分布式電源(distributed generation,DG)多主體直接電能交易試點(diǎn)工作[1]。微電網(wǎng)作為一種靈活自治的電網(wǎng)結(jié)構(gòu),能有效降低DG直接并網(wǎng)對配電網(wǎng)運(yùn)行的影響,逐漸成為DG參與市場化交易的主要應(yīng)用場景[2-3]。地域相鄰的微電網(wǎng)之間能量互動(dòng)、信息互聯(lián),形成局域微電網(wǎng)群電力市場,有利于提高微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性及配電網(wǎng)的可靠性[4]。然而,微電網(wǎng)群頻繁、單筆量小的交易特性使得集中交易效率低下、維護(hù)成本高,而分布式直接電能交易模式雖能有效避免集中式運(yùn)算乏力的問題,但仍難保證交易數(shù)據(jù)安全和可追溯[5]。因此,本文在微電網(wǎng)群分布式電能交易中引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)。

        作為一個(gè)可信的去中心化數(shù)據(jù)庫集,區(qū)塊鏈憑借其安全、高效、透明、可追溯的特點(diǎn)[6]可為分布式電能交易提供技術(shù)支撐。文獻(xiàn)[7]驗(yàn)證了區(qū)塊鏈在DG交易領(lǐng)域的適應(yīng)性。文獻(xiàn)[8]構(gòu)建了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的多主體利益均衡競標(biāo)模型,但缺乏實(shí)際區(qū)塊鏈平臺(tái)運(yùn)行的有效性驗(yàn)證。文獻(xiàn)[5]基于連續(xù)雙向拍賣機(jī)制,設(shè)計(jì)了一種采用自適應(yīng)進(jìn)取性報(bào)價(jià)策略的直接電能交易模式,并分析了該策略下交易匹配效率的優(yōu)越性。文獻(xiàn)[9]提出基于區(qū)塊鏈的信用證明共識(shí)機(jī)制對DG違約風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控,驗(yàn)證了信用管理能有效維持能源市場秩序。文獻(xiàn)[10]構(gòu)建了基于智能合約的區(qū)域能源交易基礎(chǔ)應(yīng)用模型,并在區(qū)塊鏈平臺(tái)驗(yàn)證所提模型的可行性。但上述文獻(xiàn)均未考慮配電網(wǎng)在分布式交易場景中過網(wǎng)費(fèi)的收取問題,也未考慮過網(wǎng)費(fèi)對交易撮合的公平性問題,缺乏分析計(jì)及過網(wǎng)費(fèi)及DG用戶側(cè)信用值偏好等因素對電能交易匹配過程和成交結(jié)果的影響。

        合理的過網(wǎng)費(fèi)核算一方面能保證配電網(wǎng)收回成本,另一方面能促使微電網(wǎng)交易市場公平競爭。文獻(xiàn)[11]認(rèn)為除國家核定基礎(chǔ)輸配電價(jià)外,過網(wǎng)費(fèi)核算還應(yīng)考慮交易雙方之間的電壓等級(jí)、電氣距離及占用電網(wǎng)資源。文獻(xiàn)[12]介紹了基于源流分析法和網(wǎng)絡(luò)定價(jià)法的過網(wǎng)費(fèi)模型。文獻(xiàn)[13]通過設(shè)定基準(zhǔn)收益率倒推過網(wǎng)費(fèi),提出適應(yīng)光伏學(xué)習(xí)曲線的多階段過網(wǎng)費(fèi)核算機(jī)制。上述文獻(xiàn)中過網(wǎng)費(fèi)核算多屬于統(tǒng)一定價(jià)方式,并未充分考慮市場化環(huán)境中DG頻繁參與交易時(shí)產(chǎn)生的線路投資成本、線路使用成本及配電網(wǎng)的電能質(zhì)量治理成本,不能根據(jù)每筆成交信息動(dòng)態(tài)收取過網(wǎng)費(fèi)以確保市場公平性和配電網(wǎng)運(yùn)營成本回收。

        綜上所述,本文提出一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的微電網(wǎng)群分布式電能交易模型,設(shè)計(jì)考慮過網(wǎng)費(fèi)及購電用戶信用值偏好的智能合約。首先,針對傳統(tǒng)過網(wǎng)費(fèi)定價(jià)方式存在的不足,綜合考慮配電網(wǎng)的運(yùn)行投資成本,提出基于功率傳輸分布因子(power transfer distribution factors,PTDF)的動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)收取模型。其次,為滿足微電網(wǎng)的購電信用值偏好,保證在動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)模型下交易撮合的公平有序,構(gòu)建計(jì)及信用值偏好的購電策略函數(shù),并采用改進(jìn)粒子群算法[14](improved particle swarm optimization,IPSO)對交易撮合過程進(jìn)行求解。再次,為解決智能合約執(zhí)行過程中報(bào)價(jià)更新及配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓偏移的問題,借助自適應(yīng)進(jìn)取型報(bào)價(jià)策略對每輪報(bào)價(jià)自動(dòng)進(jìn)行更新,采用隨交易輪次變化而動(dòng)態(tài)更新的配電網(wǎng)安全校核方法。最后,通過Matlab仿真平臺(tái)及自建的以太坊電能交易平臺(tái)驗(yàn)證本文所提交易模型的合理性和智能合約的有效性。

        1 基于區(qū)塊鏈的微電網(wǎng)集群電能交易框架

        1.1 微電網(wǎng)集群電能交易總體框架

        微電網(wǎng)內(nèi)部包含風(fēng)光DG、儲(chǔ)能裝置、居民用戶和電動(dòng)汽車負(fù)荷。微電網(wǎng)在自身內(nèi)部電能盈余或缺額時(shí),不再與配電網(wǎng)直接交易,而是與臨近的其他微電網(wǎng)進(jìn)行電能交易,形成局域微電網(wǎng)集群電能交易市場。與集中式交易方式不同,本文引入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)作為交易主體的信息交互通道,以實(shí)現(xiàn)安全透明、高效經(jīng)濟(jì)的分布式交易,具體的電能交易框架如圖1所示。

        圖1 微電網(wǎng)群分布式電能交易框架

        在該框架下,各微電網(wǎng)主體和配電系統(tǒng)運(yùn)營商(distribution system operator,DSO)通過智能電表接入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)成為區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)均能隨時(shí)追溯歷史交易信息。此時(shí),DSO主要為微電網(wǎng)群電能交易提供輔助服務(wù),負(fù)責(zé)對微電網(wǎng)群交易結(jié)束后仍不能平衡的電能“兜底”、監(jiān)管微電網(wǎng)群真實(shí)交易結(jié)果、核實(shí)過網(wǎng)費(fèi)計(jì)算準(zhǔn)確性等事項(xiàng)。

        以太坊智能合約具有較為成熟的編譯和部署環(huán)境,能保證交易自動(dòng)可靠地執(zhí)行并激勵(lì)各交易節(jié)點(diǎn)共同監(jiān)督與維護(hù)區(qū)塊數(shù)據(jù)。同時(shí),其抗51%攻擊及擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)與安全性要求較高的多主體分布式電能交易具有一定契合度。此外,以太坊可設(shè)置固定的挖礦難度以縮小與Hyperledger Fabric在處理效率上的差距。因此,本文采用以太坊驗(yàn)證所提交易模式,具體過程為:各交易節(jié)點(diǎn)將自身交易報(bào)價(jià)策略上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò),在滿足以太坊智能合約預(yù)制條件或規(guī)則時(shí),智能合約自動(dòng)執(zhí)行交易撮合和資金結(jié)算(合約流程由1.2節(jié)詳細(xì)介紹)后由共識(shí)機(jī)制將交易結(jié)果打包成區(qū)塊,并保存在區(qū)塊鏈上。

        1.2 基于智能合約的微電網(wǎng)集群電能交易流程

        作為一種由事件觸發(fā)而自動(dòng)運(yùn)行在區(qū)塊鏈上的代碼,智能合約能夠在沒有第三方機(jī)構(gòu)的情況下實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)群可信的電能交易,并保證交易結(jié)果可追溯且不可逆轉(zhuǎn)。本文設(shè)計(jì)了微電網(wǎng)群電能交易智能合約,如圖2所示。該合約分為市場準(zhǔn)入核驗(yàn)階段、交易信息上報(bào)階段、交易撮合階段、安全校核階段及交易執(zhí)行和結(jié)算階段。

        圖2 智能合約執(zhí)行流程圖

        1)市場準(zhǔn)入核驗(yàn)階段。為保證交易節(jié)點(diǎn)身份真實(shí)性,微電網(wǎng)需在市場監(jiān)管機(jī)構(gòu)備案并獲得相應(yīng)數(shù)字證書后才能在區(qū)塊鏈交易平臺(tái)進(jìn)行注冊,購電微電網(wǎng)需向自身賬戶存入一定押金才能進(jìn)入市場。

        2)交易信息上報(bào)階段。各微電網(wǎng)由其智能電表隨機(jī)生成一加密字符串,并與其真實(shí)報(bào)價(jià)、報(bào)量及信用值偏好等信息相連,經(jīng)Hash加密后密封上報(bào)到智能合約中。一輪上報(bào)時(shí)間截止時(shí),各微電網(wǎng)需公開自身報(bào)價(jià)字符串,智能合約將驗(yàn)證接收的密封報(bào)價(jià)解密后是否與該字符串一致。若一致,則進(jìn)入下一階段,否則該報(bào)價(jià)無效。

        3)交易撮合階段。首先,以一輪雙向拍賣的出清方式對交易主體進(jìn)行初篩,確定本輪購售電主體數(shù)量并排序。其次,基于本文第2節(jié)構(gòu)建的動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)模型,并結(jié)合DSO節(jié)點(diǎn)向智能合約提供的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、線路參數(shù)及監(jiān)測到的各微電網(wǎng)電能質(zhì)量級(jí)別等信息,智能合約可執(zhí)行3.3節(jié)構(gòu)建的交易撮合函數(shù)進(jìn)行交易配對。最后,針對未撮合成功的交易節(jié)點(diǎn),其需調(diào)整交易策略后進(jìn)入下一輪交易。

        4)安全校核階段。本文假設(shè)配電網(wǎng)線路容量足夠大,微電網(wǎng)群交易不會(huì)造成潮流越限,僅考慮配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓偏移的問題。在校核時(shí),智能合約依據(jù)步驟3)的撮合結(jié)果調(diào)用3.5節(jié)中的滾動(dòng)約束校核函數(shù),并判斷配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓偏移幅值是否在允許范圍內(nèi)。對符合要求的交易對,記錄為有效交易并簽約;反之,則解除該交易匹配。

        5)交易執(zhí)行和結(jié)算階段。當(dāng)所有微電網(wǎng)群均滿足購、售電能需求或達(dá)到交易輪次上限時(shí),智能電表根據(jù)有效簽約訂單完成電能傳輸,并將實(shí)際傳輸電量數(shù)據(jù)上傳智能合約進(jìn)行成交費(fèi)及過網(wǎng)費(fèi)結(jié)算(本文設(shè)過網(wǎng)費(fèi)由購電方上繳給DSO節(jié)點(diǎn))。部分微電網(wǎng)由于預(yù)測偏差或信用值偏好等因素導(dǎo)致其電能仍不能平衡,則這部分電量可按分時(shí)電價(jià)出售給配電網(wǎng)或向配電網(wǎng)備用機(jī)組購買。

        2 基于PTDF的動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)模型

        現(xiàn)行過網(wǎng)費(fèi)收取辦法暫為按電壓等級(jí)和輸電及電力消納范圍分級(jí)確定的統(tǒng)一定價(jià)模式[13]。而各微電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在交易中具有交易頻次高、數(shù)量小、傳輸距離不一等特點(diǎn),若仍采取統(tǒng)一定價(jià)模式會(huì)導(dǎo)致交易主體之間出現(xiàn)不公平、不對等現(xiàn)象。因此,本文提出一種動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)模型,該模型下的過網(wǎng)費(fèi)收取能跟隨交易主體的交易量、交易時(shí)間、電氣距離、占用線路情況、電能質(zhì)量級(jí)別等因素的不同而動(dòng)態(tài)調(diào)整。

        當(dāng)購電方i與售電方j(luò)達(dá)成交易功率Pij時(shí),動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)Cdnf的具體計(jì)算方法如下:

        (1)

        1)線路長期增量成本Zl。

        從配電網(wǎng)設(shè)備投資層面看,配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷容量變化會(huì)影響其線路投資成本,有必要明確節(jié)點(diǎn)容量變化與配電網(wǎng)投資成本的關(guān)系[15]。本文采用長期增量成本法對線路長期投資成本建模為:

        (2)

        (3)

        (4)

        (5)

        ΔPl=kptdf,ij,lPij

        (6)

        2)線路使用成本Dl。

        線路使用成本Dl主要包含因輸電網(wǎng)損及占用電網(wǎng)資產(chǎn)而對配電網(wǎng)支付的補(bǔ)償費(fèi)用,該成本模型考慮了節(jié)點(diǎn)間的電氣距離、網(wǎng)損率、成交量及配電網(wǎng)的營收效益。

        Dl=γ(1+ηD)dijΔPl

        (7)

        (8)

        式中:γ是單位電氣距離傳輸單位電能價(jià)格;ηD是配電網(wǎng)收益率,本文取為折現(xiàn)率;dij是節(jié)點(diǎn)i與j的電氣距離;ηl,loss是網(wǎng)損率;Lij是節(jié)點(diǎn)i與j功率交互所經(jīng)過的配電網(wǎng)支路數(shù)。

        用戶側(cè)對購入的電能質(zhì)量要求越高,則配電網(wǎng)在電能治理方面投入的運(yùn)營成本、設(shè)備成本和維護(hù)成本也相應(yīng)越高。本文采取基于熵權(quán)法的Topsis模型對各售電主體電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估并劃分為4個(gè)等級(jí)[17]。建立電能治理成本模型[18]如下:

        (9)

        3 計(jì)及動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)并考慮購電側(cè)信用值偏好的交易過程分析

        一般而言,配電網(wǎng)負(fù)責(zé)傳輸各交易主體電能時(shí),物理層面上各售電方的電能已被同質(zhì)化[19],但電力市場消費(fèi)者仍可對售電方的合同履約程度、電能質(zhì)量等方面提出要求。

        3.1 信用評(píng)估指標(biāo)

        本文交易模式下,購電方需提前向智能合約存入大于自身報(bào)量和報(bào)價(jià)乘積的資金,每筆交易按簽約金額足額支付,暫不考慮其違約問題。對于售電方,若其發(fā)電量大于簽約電量,則不影響合約執(zhí)行;反之,則影響與之匹配的購電方的用能平衡,其違約行為會(huì)造成購電方額外的經(jīng)濟(jì)損失。

        為此,基于售電方合約完成率并結(jié)合歷史成交電量數(shù)據(jù),構(gòu)建其信用值指標(biāo)如下:

        (10)

        3.2 計(jì)及用戶購電信用值偏好的購電目標(biāo)函數(shù)

        連續(xù)雙向拍賣機(jī)制以簡單有序的優(yōu)點(diǎn)廣泛用于分布式電能出清,但在動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)模型下計(jì)及用戶的購電信用偏好時(shí),僅采用單次雙向拍賣匹配交易,不能很好地滿足購電側(cè)需求。如圖3所示,買方1在扣除過網(wǎng)費(fèi)后的報(bào)價(jià)會(huì)比買方2更低,仍將買方1優(yōu)先于買方2進(jìn)行交易撮合易形成不公平的市場環(huán)境。此外,買方3的最低信用值要求大于賣方3的實(shí)際信用值,仍單純按連續(xù)雙向拍賣機(jī)制進(jìn)行匹配不能保證其信用值偏好。因此,本文提出一種計(jì)及購電偏好的購電策略函數(shù)。

        圖3 交易撮合過程示意圖

        以一輪交易匹配過程為例,在滿足自身信用偏好的情況下,購電方希望其交易支出費(fèi)用最小,則購電方i的購電策略函數(shù)可表示為:

        (11)

        (12)

        3.3 基于IPSO的撮合過程求解

        撮合機(jī)制的主要任務(wù)是在滿足如線路校核及購電偏好等約束時(shí)盡量匹配更多交易對。以一輪交易為例,設(shè)Nb和Ns分別為購、售電微電網(wǎng)數(shù)量,Pb,i和Ps,j分別為購、售電微電網(wǎng)i和j的申報(bào)電量。以一輪雙向拍賣對交易主體進(jìn)行初篩,具體為:

        (13)

        需要說明的是,每執(zhí)行一次雙向拍賣函數(shù)后,將購電方以報(bào)價(jià)遞減的順序編號(hào)為1,2,…,i-1,i,…,Ni,智能合約按照該編號(hào)依次執(zhí)行相應(yīng)的購電策略函數(shù)Si,直至最后一個(gè)購電方Ni執(zhí)行后結(jié)束本輪交易撮合,未滿足其期望成交額的購售方可調(diào)整自身報(bào)價(jià)策略以進(jìn)入下一輪匹配競爭中。整個(gè)撮合過程實(shí)質(zhì)上是一種多購電主體依次進(jìn)行的非線性尋優(yōu)過程,其不等式約束上下界會(huì)隨著尋優(yōu)次序動(dòng)態(tài)調(diào)整。傳統(tǒng)求解方法往往要求目標(biāo)函數(shù)連續(xù)可導(dǎo),通常難以處理具有多約束、離散和連續(xù)變量并存的優(yōu)化模型。而較為前沿的強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法在處理本文模型時(shí)難以構(gòu)建適用的獎(jiǎng)懲函數(shù),訓(xùn)練樣本可能無法覆蓋所有決策情況。因此,本文采用模型簡單、收斂較快且全局尋優(yōu)能力強(qiáng)的IPSO算法對該過程進(jìn)行求解,IPSO粒子更新過程參考文獻(xiàn)[14]。

        3.4 自適應(yīng)報(bào)價(jià)更新策略

        為規(guī)范交易市場環(huán)境并保證各交易主體報(bào)價(jià)時(shí)效性,智能電表內(nèi)部嵌套有報(bào)價(jià)策略和報(bào)價(jià)更新計(jì)算程序[20]。參與電能交易的微電網(wǎng)按照自身實(shí)際電能需求參考報(bào)價(jià)策略對每次交易進(jìn)行首輪報(bào)價(jià),若該輪交易不成功則智能電表將根據(jù)其偏好自動(dòng)更新報(bào)價(jià)進(jìn)入下一輪交易,直到本次交易結(jié)束。微電網(wǎng)具體策略詳述于后。

        1)首輪報(bào)價(jià)策略。

        若微電網(wǎng)為售電方,則其首輪報(bào)價(jià)策略為:

        (14)

        若微電網(wǎng)為購電方,則其首輪報(bào)價(jià)策略為:

        (15)

        式中:μ∈(0,1),表征購電用戶偏好,本文取0.5。

        2)報(bào)價(jià)更新策略。

        本文交易模式下多微電網(wǎng)主體之間屬于完全競爭性交易范疇,各主體不能通過自身單方面左右市場,最終成交均價(jià)會(huì)基于供需關(guān)系而趨于競爭性均衡。均衡價(jià)格可通過近期的M筆成交價(jià)格加權(quán)后進(jìn)行估計(jì),即:

        (16)

        式中:κi為第i筆交易價(jià)格pi在均衡價(jià)格pe中所占的權(quán)重值,可采用序關(guān)系分析法解得[21]。

        基于自適應(yīng)進(jìn)取型策略,購、售電雙方可根據(jù)均衡價(jià)格和上一輪最優(yōu)成交價(jià)格進(jìn)行如下報(bào)價(jià)更新:

        (17)

        (18)

        3.5 基于VSCs的多輪滾動(dòng)約束校核

        節(jié)點(diǎn)電壓敏感度系數(shù)(voltage sensitivity coefficients,VSCs)常用來反映交易節(jié)點(diǎn)功率注入對其電壓幅值的影響[23],本文采用一種基于復(fù)合導(dǎo)納矩陣的解析法計(jì)算VSCs[24]。因本文只涉及有功功率交易,故僅考慮有功對配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓的影響。具體計(jì)算公式為:

        (19)

        式中:Vi為節(jié)點(diǎn)i電壓幅值標(biāo)幺值;?Vi/?Pl表示節(jié)點(diǎn)i的VSCs值;V″i與Vi互為共軛;Y=(Yij)為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣;D和F分別代表PQ節(jié)點(diǎn)和平衡節(jié)點(diǎn)集合。根據(jù)上述求得的VSCs值,進(jìn)而可計(jì)算配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓偏移幅值ΔVj:

        (20)

        (21)

        在單筆交易過程中,根據(jù)每輪交易功率ΔPl滾動(dòng)求取電壓偏移量ΔVj。若ΔVj超過閾值(本文設(shè)為 ±0.02 pu[22]),則取消本輪交易撮合,各交易主體重新報(bào)價(jià)以進(jìn)入下一輪交易。每輪交易重復(fù)上述校驗(yàn)過程,以確保整筆交易結(jié)束后各節(jié)點(diǎn)電壓均處于正常幅值。

        4 算例分析

        本文在Windows10 64 bit操作系統(tǒng)中,通過Matlab平臺(tái)和自行搭建的以太坊交易平臺(tái)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。如圖4所示,在IEEE 33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)下,設(shè)置10個(gè)購電微網(wǎng)(B1至B10),分別部署在4、6、10、14、18、20、21、25、28、31號(hào)節(jié)點(diǎn);設(shè)置10個(gè)售電微網(wǎng)(S1至S10),分別部署在1、5、9、12、15、16、22、23、30、33號(hào)節(jié)點(diǎn)。其中,線路折現(xiàn)率設(shè)置為0.1,負(fù)荷增長率為0.03,單位電氣距離傳輸單位電能的價(jià)格為0.02元/[km·(kW·h)]。各售、購電微電網(wǎng)意愿交易電量見附錄A圖A1、A2,電能質(zhì)量等級(jí)、售電微電網(wǎng)信用值、購電微電網(wǎng)信用值偏好閾值分別見附錄A圖A3—A5。配電網(wǎng)分時(shí)電價(jià)見附錄A表A1。IEEE 33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)線路信息、線路阻抗信息分別見附錄A表A2—A3。

        圖4 IEEE 33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)系統(tǒng)

        需要說明的是,本文基于IPSO的尋優(yōu)過程以及安全校核的潮流計(jì)算在Matlab中完成,并在每輪交易中將其計(jì)算結(jié)果以常數(shù)的形式部署在智能合約中。通過以太坊客戶端Ganache新建私有鏈,并配合Metamask錢包可查看部署在該私有鏈上的智能合約執(zhí)行結(jié)果。其中,在私有鏈交易中設(shè)置1單位人民幣與1單位以太幣等值,以太幣僅反映智能合約執(zhí)行后交易結(jié)果的賬本信息,不具有市場價(jià)值,實(shí)際交易結(jié)算方式依然采用人民幣。

        4.1 微電網(wǎng)群電能交易結(jié)果分析

        圖5中的柱狀圖為交易結(jié)束后在微電網(wǎng)之間達(dá)成的總成交電量;在計(jì)及本文提出的過網(wǎng)費(fèi)模型下,藍(lán)、黑曲線分別表示采取本文優(yōu)化策略和傳統(tǒng)連續(xù)雙向拍賣策略時(shí)過網(wǎng)費(fèi)占總交易費(fèi)用的比率。

        圖5 購電微電網(wǎng)的成交電量圖

        在02:00、18:00、21:00、22:00這4個(gè)時(shí)刻,所有購電微電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)均能與符合其信用值偏好的售電微電網(wǎng)達(dá)成交易,買到自身預(yù)期電量。在09:00—14:00,售電微電網(wǎng)出售總電量處于低谷,購電微電網(wǎng)的購電需求增加,導(dǎo)致整個(gè)市場電能供不應(yīng)求,且部分售電主體由于信用值不滿足市場閾值,購電微電網(wǎng)與配電網(wǎng)交互總電量有所增加。在其他時(shí)刻,盡管售電微電網(wǎng)總售電量大于購電微電網(wǎng)總購電量,但由于部分購電微電網(wǎng)對售電方信用值要求較高,配電網(wǎng)將承擔(dān)微電網(wǎng)之間由于信用值未成交的電量。以05:00為例,市場中售電節(jié)點(diǎn)總申報(bào)量為6.197 MW·h,購電節(jié)點(diǎn)總申報(bào)量為5.171 MW·h,整個(gè)交易過程持續(xù)3輪,最終各購售節(jié)點(diǎn)間總成交電量為4.647 MW·h,購電節(jié)點(diǎn)向配網(wǎng)買入0.491 MW·h,售電節(jié)點(diǎn)向配電網(wǎng)賣出1.518 MW·h。由于售電節(jié)點(diǎn)9、12、33的信用值分別為75、72、78,處于競爭劣勢;而購電節(jié)點(diǎn)4在購電報(bào)價(jià)低于其他節(jié)點(diǎn)的情況下,仍保留最低信用值為80的購電偏好,導(dǎo)致其在分布式市場中只能在節(jié)點(diǎn)16購得0.184 MW·h,需向配電網(wǎng)購買0.491 MW·h。與不考慮用戶購電信用值偏好相比,盡管考慮購電用戶信用值偏好會(huì)使得市場整體成交額減少,但購電用戶能夠從違約率更低的售電方購買電能,能有效減小因違約問題而向輔助服務(wù)市場購電的支付成本;此外,市場中售電方的響應(yīng)不確定性整體有所降低,使得配電網(wǎng)運(yùn)行波動(dòng)性更小。

        由圖5中的曲線圖可知,與傳統(tǒng)的連續(xù)雙向拍賣方式相比,采用本文所提優(yōu)化策略時(shí)的過網(wǎng)費(fèi)比率總體偏低。在整體成交電量相差不多的情況下,本文優(yōu)化策略會(huì)根據(jù)購、售雙方實(shí)際線路使用成本、線路投資成本及電能質(zhì)量治理成本動(dòng)態(tài)更新交易配對,購電方在每輪交易中以價(jià)格高低的優(yōu)先級(jí)次序匹配該輪售電方的方式能夠直接有效地保證其總體成交費(fèi)用最小,進(jìn)而間接促使整個(gè)交易市場總體過網(wǎng)費(fèi)占比較小,有助于提高市場中購電微電網(wǎng)的整體收益。

        4.2 動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)對交易結(jié)果的影響分析

        為驗(yàn)證本文所提過網(wǎng)費(fèi)模型的有效性與合理性,選取03:00時(shí)的初始上報(bào)信息作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。保留4.1節(jié)參數(shù)設(shè)置的情況下,購電微電網(wǎng)各自的交易對象及相應(yīng)的交易電量信息如圖6所示。

        圖6 03:00時(shí)購電節(jié)點(diǎn)成交電量

        具體而言,在執(zhí)行3輪交易匹配過程后,購電微電網(wǎng)共達(dá)成19筆交易,最終各購電微電網(wǎng)具體成交電量為:0.311、0.072、0.085 MW·h;0.051、0.212、0.574 MW·h;0.229 MW·h;0.233 MW·h;0.624 MW·h;0.468 MW·h;0.579、0.014 MW·h;0.239、0.021、0.013、0.336、0.005 MW·h;0.67;0.309 MW·h(分別對應(yīng)購電節(jié)點(diǎn)B1—B10的購電量,其中兩筆交易與DSO達(dá)成)。經(jīng)分析,購電節(jié)點(diǎn)4在市場中未購得其預(yù)期電量,仍需向配電網(wǎng)購入0.085 MW·h;而購電節(jié)點(diǎn)31直至交易結(jié)束都未達(dá)成一筆交易,全部預(yù)期電量0.309 MW·h均從配電網(wǎng)處購得。

        進(jìn)一步,將負(fù)荷增長率調(diào)整為0.04,單位電氣距離傳輸單位電能的價(jià)格調(diào)整為0.025元/[km·(kW·h)],各購電微電網(wǎng)的成交結(jié)果如圖7所示。與圖6成交結(jié)果對比可知,不同參數(shù)設(shè)置下的過網(wǎng)費(fèi)模型對交易匹配結(jié)果有重大影響。

        圖7 過網(wǎng)費(fèi)參數(shù)調(diào)整后03:00時(shí)購電節(jié)點(diǎn)成交電量

        4.3 平均成交價(jià)格和報(bào)價(jià)策略分析

        圖8展示的是微電網(wǎng)群在一天24個(gè)時(shí)刻內(nèi)分別采取本文優(yōu)化方案與傳統(tǒng)雙向拍賣方案時(shí)的平均成交價(jià)格。由圖8可知,本文方案的整體平均成交價(jià)格較傳統(tǒng)的雙向拍賣方案的平均成交價(jià)格低。其主要原因在于本文優(yōu)化方案以購電微電網(wǎng)為優(yōu)化主體,優(yōu)化目標(biāo)是在每輪交易中最小化其自身成交費(fèi)用,這有益于購電微電網(wǎng)更傾向于選擇線路長期投資成本更低、電氣節(jié)點(diǎn)距離更近及電能質(zhì)量等級(jí)更高的售電微電網(wǎng)進(jìn)行交易,進(jìn)而促使整個(gè)交易市場總體過網(wǎng)費(fèi)相較于傳統(tǒng)雙向拍賣方案更低。因此,本文優(yōu)化方案更能提高購電微電網(wǎng)參與市場交易的積極性,同時(shí)也能對配電網(wǎng)實(shí)際投資與運(yùn)行成本進(jìn)行分擔(dān),保障配電網(wǎng)的合理收益。

        圖8 平均成交價(jià)格對比圖

        此外,兩種方案的平均成交價(jià)格均在配電網(wǎng)的購、售電價(jià)區(qū)間范圍內(nèi),與“定價(jià)上網(wǎng),余電并網(wǎng)”的交易模式相比,基于本文報(bào)價(jià)策略的交易模式能促使購、售電能雙方均獲得更大的利潤空間。

        4.4 安全校核有效性分析

        本文設(shè)置節(jié)點(diǎn)電壓幅值約束上下限分別為1.02 pu和0.98 pu,圖9展示了考慮電壓偏移安全約束校核后的節(jié)點(diǎn)電壓幅值波動(dòng)范圍。

        圖9 節(jié)點(diǎn)電壓幅值分布范圍

        從圖9中節(jié)點(diǎn)電壓幅值散點(diǎn)分布可知,一天內(nèi)多數(shù)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值分布在1.0 pu附近,節(jié)點(diǎn)27—33在時(shí)段08:00—20:00的電壓幅值接近下限值0.98 pu,節(jié)點(diǎn)9—18在時(shí)段24:00—01:00的電壓幅值接近上限值1.02 pu。但在全時(shí)段內(nèi),所有節(jié)點(diǎn)的電壓幅值均保持在約束區(qū)間范圍內(nèi),說明本文設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)電壓偏移校核方法具有一定的有效性。

        4.5 智能合約執(zhí)行結(jié)果

        本文采用Solidity語言編寫智能合約后,并借助Remix編譯器將編寫完成的智能合約部署在自建的私有鏈上,通過Metamask錢包查閱交易信息。設(shè)所有購、售電微電網(wǎng)的賬戶初始金額均為1 000.00元,表1展示了購電微電網(wǎng)在03:00的交易信息,智能合約交易記錄如附錄A圖A6所示。分析表1可知,節(jié)點(diǎn)4和節(jié)點(diǎn)31向DSO購入0.085 MW·h和0.309 MW·h的電量后,分別向DSO賬戶轉(zhuǎn)入55.25元和200.85元,最終DSO賬戶結(jié)余為1 256.10元,能夠與實(shí)際交易金額相對應(yīng)。此處智能合約交易記錄信息可驗(yàn)證智能合約在交易結(jié)算后轉(zhuǎn)賬無誤,以結(jié)果為導(dǎo)向確認(rèn)了智能合約的有效執(zhí)行。

        表1 購電節(jié)點(diǎn)交易信息

        5 結(jié) 論

        針對集中式交易模式存在信息安全風(fēng)險(xiǎn)大、運(yùn)行成本高等弊端,并考慮到統(tǒng)一定價(jià)的過網(wǎng)費(fèi)收取存在的不足,本文基于區(qū)塊鏈技術(shù)提出一種考慮動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)及購電偏好的微電網(wǎng)群分布式電能交易模型,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的智能合約。得到如下結(jié)論:

        1)本文所提優(yōu)化策略模型能有效撮合計(jì)及購電偏好的微電網(wǎng)群交易,與傳統(tǒng)的連續(xù)雙向拍賣撮合方式相比,本文所提方案能優(yōu)化整體過網(wǎng)費(fèi)占總交易費(fèi)用的占比,有益于節(jié)省購電主體成本。

        2)所提動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)模型能夠根據(jù)電氣節(jié)點(diǎn)距離、線路使用成本及電能質(zhì)量治理成本等因素動(dòng)態(tài)調(diào)整,驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)過網(wǎng)費(fèi)對交易結(jié)果的影響。

        3)與傳統(tǒng)集中式的交易模式相比,本文的交易模式能促進(jìn)購售電雙方市場參與積極性。VSCs安全校核法能有效避免配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓偏移越限,交易結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)智能合約的合理有效性。

        在未來的工作中將進(jìn)一步完善計(jì)及過網(wǎng)費(fèi)并考慮用戶側(cè)多類別購電需求的電能交易模式,優(yōu)化交易主體報(bào)價(jià)策略及簡化尋優(yōu)模型,探索強(qiáng)化學(xué)習(xí)在非線性模型優(yōu)化領(lǐng)域的應(yīng)用并改進(jìn)智能合約共識(shí)機(jī)制,以期構(gòu)建實(shí)時(shí)分布式電能交易系統(tǒng)。

        猜你喜歡
        電能配電網(wǎng)智能
        蘋果皮可以產(chǎn)生電能
        電能的生產(chǎn)和運(yùn)輸
        海風(fēng)吹來的電能
        智能前沿
        文苑(2018年23期)2018-12-14 01:06:06
        配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用與發(fā)展趨勢
        智能前沿
        文苑(2018年19期)2018-11-09 01:30:14
        智能前沿
        文苑(2018年17期)2018-11-09 01:29:26
        智能前沿
        文苑(2018年21期)2018-11-09 01:22:32
        澎湃電能 助力“四大攻堅(jiān)”
        基于IEC61850的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)機(jī)制
        電測與儀表(2016年5期)2016-04-22 01:14:14
        亚洲国产精品无码一线岛国| 亚洲成AV人片无码不卡| 国产精品成人久久a级片| 国产一区二区三区仙踪林| 国产男女免费完整视频| 国际无码精品| 偷拍激情视频一区二区| 国产成人精品人人做人人爽97| 国产成人无码av| 亚洲色大成网站www尤物| 久久洲Av无码西西人体| 国产黑丝美女办公室激情啪啪| 日韩精品无码一本二本三本色| 中文字幕av日韩精品一区二区| 中文字幕在线观看乱码一区| 日本系列有码字幕中文字幕| 亚洲精品久久久久avwww潮水| 国产麻豆精品一区二区三区v视界| 日产乱码一区二区国产内射| 大香蕉av一区二区三区| 成人午夜福利视频镇东影视| 亚洲国产精品自拍一区| 亚洲中文有码一区二区| 麻豆91蜜桃传媒在线观看| 午夜无码片在线观看影视| 91亚洲国产三上悠亚在线播放| 在线亚洲妇色中文色综合| 无码专区亚洲综合另类| 国产在线精品一区二区不卡| 日本一区二区三区小视频| 亚洲国产精品区在线观看| 午夜精品久久久久久99热| 久久精品无码一区二区2020| 亚洲女人天堂成人av在线| 一色桃子中文字幕人妻熟女作品 | 国产亚洲午夜高清国产拍精品| 91爱爱视频| 毛片在线视频成人亚洲| 成年女人黄小视频| 伊人久久综在合线亚洲不卡| 国产一区二区三区精品成人爱 |