区块链技术在能源电力领域的应用

发布时间：2020-05-15所属分类：电工职称论文浏览：1次

摘 要： 摘要：区块链技术如果能得到良好的发展和应用，必将对能源电力领域产生巨大的推进作用和变革意义。对此，本文对区块链在能源电力行业应用进行研究分析，并对区块链未来的应用前景与发展趋势进行探索展望。 关键词：区块链技术;能源;电网 引言 为了实现电网的

　　摘要：区块链技术如果能得到良好的发展和应用，必将对能源电力领域产生巨大的推进作用和变革意义。对此，本文对区块链在能源电力行业应用进行研究分析，并对区块链未来的应用前景与发展趋势进行探索展望。

　　关键词：区块链技术;能源;电网

　　引言

　　为了实现电网的全息感知和实时控制，可靠的信息交换对于识别每个设备的需求和状态至关重要。作为国家战略的前沿技术，区块链技术能够为电网的发展提供可信的网络环境，能够有效解决电网转型升级过程中多主体协同、网络安全、数据融通等问题，对于能源互联网的建设具有重要意义。

　　1区块链技术及其巨大的商业潜力

　　区块链是运用加密学原理，结合软件工程学和经济学原理而开创的一种新兴互联网技术[1]。直到2015年之后，区块链技术因具有更开阔的商业应用前景而开始脱离之前的场景，受到更为广泛的注意。区块链的技术系统其实是一套拥有自洽运行逻辑、完整激励机制和交易功能的开源程序和分布式数字账本。这个账本凭借密码安全的算法驱动，让所有参与者的交易或其他动作都成为账本上不断更新的记录，以保持总帐本永远处在最新的完备状态。因为这样的技术系统能够而且只能按照严格设定的代码程序和公开协议进行变动，于是就具有无法主观篡改、过程公开透明、无法被单一账户完全控制等特点，从而“能让彼此之间缺乏信任基础的人们，不必依靠中立的权威机构来进行协作”，区块链也被比喻为“一架创造信任的机器”[2]。从科技创新驱动商业发展的角度而言，区块链技术凭借其在技术架构上的独到之处，不仅能为解决当前海量互联网用户数据安全和管理提供有效的探索区块链技术在能源电力领域的应用区块链技术如果能得到良好的发展和应用，必将对能源电力领域产生巨大的推进作用和变革意义，使之朝向灵活多元、合理均衡、清洁环保和高效智能的方向稳步前进。路径，同时也能以更为高效、合理的方式重塑个人、商业组织等市场主体之间的经济关系，解决长久以来的一些沉疴和痛点，因而被普遍认为具有巨大的商业潜力。

　　2区块链技术在能源电力领域的应用发展

　　早在2016年初，英国智库就发布研究报告，建议将区块链列入国家战略，并推广应用于能源领域。韩国三星集团和IBM公司开展合作，英国石油公司(BP)、荷兰皇家壳牌石油公司、法国电力集团(EDF)、日本东京电力公司等全球各地的能源电力企业也都开始投资和试点区块链技术的应用。在全球能源分布不均而经常引发国际冲突、碳排放权日益成为重要趋势的宏观背景下，区块链技术在能源电力领域的应用尤其令人瞩目[3]。就电力行业的发展趋势和存在问题而言，主要表现在3个方面。在发电层面，可再生能源对化学能源的比例在不断增长，不同能源类型之间需要有效消纳。同时，单一的集中式大型电源已无法满足多样化和精细化的需求，这与发电装机容量在区域布局上的不合理有关。在输配层面，电网的产权结构趋于复杂，调度和交易分属不同企业，而超大型高压网络和微型网络并存的拓扑结构都使不同电网之间的互补互联以及调度、交易机构之间统筹协调成为难题。在消费层面，生产者也是消费者逐渐成为趋势，如何打破单向的生产-消费模式，管理未来大量的智能设备，保护生产者/消费者的数据隐私，都是值得探索的问题。总体而言，能源电力领域的趋势和问题大致可以概括为主体厘清、信任管理、价格交易、数据应用这4个方面。对此，区块链技术在能源电力领域的应用，从当前全球范围内的发展势头看，可以有以下几个着力的方向。

　　第一，建设分布式的能源交易市场。区块链可以让分布式的能源用户无缝地将电力卖给附近的消费者，实现真正的本地化能源生产和消费。这种可能存在于小型和本地化的微型电网上，作为大型机构集中化能源生产的一种补充和协调，以完善能力区域布局的均衡性。这一应用在电网外的潜力可能更大。例如，奥地利的初创公司GridSingularity正在发展中国家使用区块链技术探索“现收现付制”太阳能，那里的电网基础设施相对简单，监管障碍也更少。

　　第二，区块链技术将驱动更多分布式电网基础设施的落地普及。能够作为本地生产者在能源市场上进行安全交易这一点，会吸引更多资源投入赋能分布式电网的技术。具体包括智能电网装备、物联网装备和电动汽车等基础设施，电网越是分布式的，就越是能可靠、高效地匹配能源供需——包括而不限于发送实时报价信息和减少昂贵的输配电基础设施开支等。

　　第三，分布式能源系统的设计。分布式能源系统有四大优势：一是降低远程输电的能源损耗，一般能降低30%的能源损耗;二是不容易受网络攻击的影响;三是创造了冗余性，降低自然灾害到来时的影响;四是实现能源消费的精细化管理。要实现这4点，可能就需要设计分布式能源在生产、传输和消费方面的控制机制，设计运行互联的智能电表、智能路灯和智能电器等大型物联网设施的建设。

　　第四，区块链技术的各类精细应用的研究探索。具体包括：从发电到运营传输，辅助服务、电力生产管理、安全储能、分布式电源运维管理等应用;从输配电到终端，调度自动化、多能统一计量、信息物理系统安全等应用;负荷方面，负载波动稳定性管理、碳市场应用;电力交易和零售方面，分布式能源电力交易系统、电动车充电市场的交易和结算;电网底层控制方面，基于区块链的电网分布式调控技术、社区微电网管理;物联网智能设备的资产管理和数据管理;等等。这些精细的应用大致可以对应前述的主体厘清、信任管理、价格交易、数据应用这4个方面，如基于区块链技术的智能电网分布式决策和协同自治运行、分布式配网运行模式、局域网储能系统、需求侧响应资源交易、虚拟电厂运行与调度、大用户直购电交易系统，以及基于区块链技术和物联网的智能电表监测平台等。

　　3区块链与能源电力创新发展的未来

　　区块链应用到能源电力行业，仍然存在不少挑战和制约。首先，从系统建设看，区块链仍然是一个未完成的基础设施，共识和效率的一致性和可用性很难两全。其次，物联网系统还存在很大的空白，很多智能电表的数据也有问题。再次，政策的更新、跨界协同发展和统一监管也是短期的制约因素。但是，从技术驱动变革的角度长远来看，能源电力领域的巨大市场变革和发展机遇也许将是与物联网、人工智能、区块链等新兴技术共同参与的过程，这种创新不仅是重组式的，也将诞生重大的原生性创新[4]。而且，区块链不仅是提高效率、降低成本、增加安全的通用型技术，同时也是一种能够协调微观层面不同主体之间市场化运行的机制性技术。展望未来，区块链技术如果能得到良好的发展和应用，必将对能源电力领域产生巨大的推进作用和变革意义，使之朝向灵活多元、合理均衡、清洁环保和高效智能的方向稳步前进。

　　结束语

　　推动电力行业开展区块链技术研究应用，需要加快形成以点带面、点面结合的产业化示范应用，同时加强和区块链公司合作交流，培养一批电网区块链复合型人才，以产业化示范应用为依托，制定电力区块链标准，推动业务和创新应用示范落地。

　　相关期刊推荐：《电力信息与通信技术》2003年创刊，是电力行业唯一的反映信息化研究、建设及应用的技术性刊物，其宗旨是全方位报道和宣传国内外电力信息化的新技术、新产品，交流电力企业信息化的工作经验和成熟案例，为电力工业的现代化服务。