基于區(qū)塊鏈的共享儲能應(yīng)用平臺
1、 單位簡介
國網(wǎng)青海省電力公司：國網(wǎng)青海省電力公司成立于2002年，是國家電網(wǎng)有限公司全額出資的有限責任公司，以建設(shè)運營電網(wǎng)為核心業(yè)務(wù)，承擔著保障安全、經(jīng)濟、清潔、可持續(xù)的電力供應(yīng)的基本使命，供電面積62.2萬平方公里。公司注冊資本142.76億元，資產(chǎn)總額432.32億元，下屬20個職能部門、8家地市公司、10家業(yè)務(wù)支撐單位，共有職工7930人。公司連續(xù)5年保持“青海企業(yè)50強”第二名。
深圳前海益鏈網(wǎng)絡(luò)科技有限公司：益鏈科技是一家聚焦于“區(qū)塊鏈+產(chǎn)業(yè)”，定位于利用區(qū)塊鏈技術(shù)及服務(wù)，結(jié)合行業(yè)需求，整合金融等相關(guān)資源，推動場景創(chuàng)新及行業(yè)生態(tài)聚變的科技公司。公司擁有自主產(chǎn)權(quán)的區(qū)塊鏈底層技術(shù)，核心團隊來自華為、英特爾、百度、國泰君安等業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)。公司已在基于區(qū)塊鏈增信的供應(yīng)鏈金融，溯源防偽，普惠金融，可視化政務(wù)治理，智慧能源交易，公益，體育等不同領(lǐng)域落地諸多創(chuàng)新場景。公司致力于區(qū)塊鏈技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)級應(yīng)用開發(fā)，已申請數(shù)十項中國發(fā)明專利以及國際發(fā)明專利。
2、 引言（介紹項目現(xiàn)在的背景）
作為我國新能源最為豐富的地區(qū)之一，青海省新能源行業(yè)發(fā)展處于國內(nèi)各省市區(qū)前列。截至2019年12月，青海省電力裝機容量達到3182萬千瓦，其中太陽能、風電裝機分別為1119萬千瓦和487萬千瓦，新能源已成為青海第一大電源，目前裝機占比已達到全省裝機的50.5%。然而，與傳統(tǒng)的火力、水力發(fā)電方式相比，風電、光伏等可再生能源出力具有間歇性、波動性和隨機性，受天氣條件的影響大，出力可調(diào)控能力差，短時間內(nèi)極易出現(xiàn)功率過剩或缺額現(xiàn)象，給電網(wǎng)規(guī)劃與調(diào)度運行帶來挑戰(zhàn)。儲能是解決青海省新能源發(fā)電和負荷用電時空不匹配的絕佳手段，它能夠?qū)㈦娏ιa(chǎn)和消費在時間上進行解耦，使得傳統(tǒng)實時平衡的“剛性”電力系統(tǒng)變得“柔性”。 共享儲能是在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下產(chǎn)生的新一代儲能理念，具有分布廣泛、應(yīng)用靈活的優(yōu)點，可以有效提升高滲透率下電網(wǎng)的穩(wěn)定特性和對新能源的消納能力，目前已成為能源互聯(lián)網(wǎng)框架中儲能應(yīng)用的重要研究方向之一。
當前，共享儲能尚處于起步階段，針對共享儲能交易運行技術(shù)的系統(tǒng)性研究還有待開展。一是研究能夠配合電力系統(tǒng)調(diào)度以及新能源電量交易的共享儲能交易機制，考慮峰谷電價和新能源補貼政策影響，構(gòu)建適用于源、網(wǎng)、荷側(cè)不同商業(yè)運營環(huán)境下的共享儲能交易模型；二是解決共享儲能的市場化交易公信力、市場交易結(jié)果精確區(qū)分和控制等問題，提高共享儲能交易的公平性、透明性。區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種新型的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，能夠支持海量用戶的點對點交易，以智能合約的形式自動執(zhí)行交易結(jié)果的清分結(jié)算，成為共享儲能交易運行的支撐技術(shù)，實現(xiàn)可信能源交易。
3、 案例情況概述
儲能作為一項新興主體，在陸續(xù)出臺的政策中逐漸被列為電力市場的參與主體，為儲能實現(xiàn)商業(yè)化運行、充分發(fā)揮其可提供多種類服務(wù)的潛力提供了可能。通過研究并實現(xiàn)基于區(qū)塊鏈的共享儲能運營管理平臺，應(yīng)用區(qū)塊鏈的三大功能包括數(shù)據(jù)存證、智能合約和數(shù)字通證，保障參與電力市場交易的用戶的交易合法、安全、有效性，助力青海電力市場化交易實現(xiàn)“公開、公平、公正”的三公目標。區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)不可篡改的特性可以確保鏈上數(shù)據(jù)的真實可信，自帶的多方參與的屬性可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全快捷的共享，通過把鏈上數(shù)據(jù)開放給政府、監(jiān)管機構(gòu)和用戶來提高數(shù)據(jù)的公信力和使用價值；基于存證數(shù)據(jù)編寫清分結(jié)算的智能合約，任何參與方可以核實以智能合約的形式實現(xiàn)的清分結(jié)算規(guī)則，檢測清分結(jié)算的結(jié)果，保障清分結(jié)算的透明、可信；通過發(fā)行數(shù)字通證對清分結(jié)算的結(jié)果進行記賬，既可以保證賬目的清晰、安全、可追溯，又推動了電費資產(chǎn)的數(shù)字化，為未來開展更廣闊的金融服務(wù)奠定基礎(chǔ)。
4、 行業(yè)痛點和解決思路
行業(yè)痛點：
當前，能源轉(zhuǎn)型勢在必行，新能源發(fā)展如日中天。然而，受其發(fā)電波動性強的影響，新能源消納成為全球亟需突破的難題。青海作為我國新能源裝機占比最高的省份，也面臨著同樣的困惑，特別是2020年由青海送出的全國首條清潔能源特高壓通道建成后，電量組織存在諸多難題亟待解決。青海省新能源電站發(fā)展起步早，目前是全國新能源裝機占比最高的省域電網(wǎng)，棄電問題日趨嚴重，2019年新能源棄電率指標達到5.8%。
解決思路：
在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，青海新能源成為發(fā)電主體，而儲能系統(tǒng)具有靈活充放電能力，共享儲能的推廣應(yīng)用將為減少新能源棄電，提升新能源消納能力，提供很好解決方案。但儲能系統(tǒng)的成本效益、價格響應(yīng)等涉及的因素繁多，儲能的市場和價格機制不完善，因此需要開發(fā)新的能源管理系統(tǒng)和分布式控制策略，進一步探索儲能資源參與大規(guī)模新能源消納的商業(yè)模式和價格激勵機制，構(gòu)建開放、共享、透明、公開的市場化交易環(huán)境，為更多儲能企業(yè)參與輔助服務(wù)交易提供便利。
我們將區(qū)塊鏈技術(shù)引入新能源輔助服務(wù)交易，搭建了以省電力調(diào)控中心為盟主的共享儲能調(diào)峰市場交易聯(lián)盟鏈，著力解決儲能調(diào)峰交易結(jié)果數(shù)據(jù)存證、智能合約清分結(jié)算和財務(wù)通證記賬以及電費資產(chǎn)證券化的問題，提升市場交易的公信力。
基于區(qū)塊鏈的新能源數(shù)據(jù)存證流程：交易執(zhí)行合約和結(jié)果作為交易憑據(jù)在區(qū)塊鏈平臺完成存證，依托智能合約完成交易清分和結(jié)算，查詢分析。保證了交易從組織申報、出清、執(zhí)行、清分、結(jié)算各個環(huán)節(jié)的安全、透明、可信。
交易量價信息上傳到區(qū)塊鏈進行存證，使用智能合約進行清分結(jié)算，得到最終的計費信息，計費信息就是在一段時間內(nèi)各個電廠應(yīng)該獲得的收益，或者是用戶需要支付的資金，也可以直接將計費信息上鏈存證。在區(qū)塊鏈上可以發(fā)行通證，分別表示應(yīng)付和應(yīng)收，根據(jù)計費信息，利用通證轉(zhuǎn)賬的智能合約最終把通證轉(zhuǎn)移給不同的市場主體。
5、 （業(yè)務(wù)優(yōu)化）使用區(qū)塊鏈前后的業(yè)務(wù)邏輯對比/優(yōu)化
應(yīng)用區(qū)塊鏈后的業(yè)務(wù)流程
共享儲能系統(tǒng)作為新型儲能應(yīng)用、信息物理融合、多元市場融合的“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源產(chǎn)物，需要建立快速、公開、透明、安全的運營交易體系，從而實現(xiàn)“儲能共享、多能協(xié)同、信息對稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開放”等功能。而按照傳統(tǒng)交易規(guī)則設(shè)計的共享運營交易平臺在解決多主體間的可信認證、交易的安全性、賬本記錄與追溯等方面存在一定的技術(shù)限制，無法滿足現(xiàn)有交易的需求。
區(qū)塊鏈技術(shù)本身就在革新傳統(tǒng)的多方交易模式，以保障信任為核心，促進交易、認證等多方面高效運行。因此，在考慮國網(wǎng)公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全的前提下，以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為契機，通過實踐基于區(qū)塊鏈技術(shù)共享儲能系統(tǒng)商業(yè)運營與交易模式的應(yīng)用。構(gòu)建基于區(qū)塊鏈聯(lián)盟鏈架構(gòu)下共享儲能用戶、新能源發(fā)電商、服務(wù)供應(yīng)商等多主體間交易體系，并針對共享儲能運營交易中的可信認證、交易執(zhí)行、對賬出清、結(jié)算支付、分布式數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)分析、賬本記錄與追溯、用戶隱私保護、用戶分級等問題，構(gòu)建合理的共享儲能交易規(guī)則，基于區(qū)塊鏈平臺完成相應(yīng)功能實踐應(yīng)用。
6、 應(yīng)用成果
基于區(qū)塊鏈技術(shù)的儲能調(diào)峰市場化交易平臺從2019年6月18日正式啟動試運行。截止2019年12月底，累計組織儲能參與調(diào)峰市場化交易充電電量1648萬千瓦時，放電電量1286萬千瓦時，區(qū)塊鏈交易存證數(shù)據(jù)上千萬條，為促進新能源消納發(fā)揮了重要作用。這是新能源在全國落地實踐的重要里程碑，國資委、能源局紛紛報道。
為何采用區(qū)塊鏈技術(shù)，說明區(qū)塊鏈在其中的不可替代性
（1） 融合區(qū)塊鏈加密技術(shù)、智能合約和共識機制，將新能源受阻電力、電量與儲能系統(tǒng)接收電力、電量通過信息技術(shù)采集過程記錄在區(qū)塊鏈上，可視化、可追溯；
（2）優(yōu)化了源儲兩端電力、電量、電價難以精準區(qū)分、匹配的難題。基于區(qū)塊鏈底層實現(xiàn)具有配合能量調(diào)度、新能源電量交易統(tǒng)計等功能的系統(tǒng)，優(yōu)化了新能源電廠和儲能電站的快速撮合交易實施難度大的問題，保證了交易數(shù)據(jù)安全管理、共享和對等可信傳輸；
（3）區(qū)塊鏈的融入使各參與方共享數(shù)據(jù)更加安全、方便、可信。數(shù)據(jù)所有權(quán)明確：所有數(shù)據(jù)都是通過各自的節(jié)點上傳，再由區(qū)塊鏈同步各節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)，由于區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)無法篡改，所以數(shù)據(jù)所有權(quán)在上鏈的那一刻就得到了確定；
（4）由于其他各方所傳的數(shù)據(jù)所有權(quán)明確，可以對上傳數(shù)據(jù)進行交叉驗證，及時的發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，避免不必要的糾紛，數(shù)據(jù)交叉驗證增強了數(shù)據(jù)可信度，增加電網(wǎng)的公信力，最終可以實現(xiàn)“三公” （公平、公正、公開）的要求。
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