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2016年4月,在纽约布鲁克林的一个居民区,首次正式的P2P能源交易发生在邻居之间。拥有太阳能电池板的房主可以将多余的能源以自己选择的价格和时间出售给邻居,被称为“布鲁克林微电网”(Brooklyn Microgrid)。能源交易平台的提供者是LO3 energy,一家总部位于纽约的初创公司,它使用区块链技术,在电表背后的对等点之间实现P2P能源交易,而不受当地电力公司的监管。此时,区块链主要与比特币支付网络相关联,使得P2P支付不需要银行或其他中介机构。然而,将“剔除中间商”的理念应用于能源行业,既具有创新性,又具有颠覆性。

从那时起,人们对基于区块链的P2P交易平台的兴趣大增,仅2017年就有120多家初创企业融资。由于越来越多的客户拥有分布式能源(DER)的采用带来了威胁,一些文章放大了P2P能源交易平台的影响,这些平台首先会削减公用事业收入流,然后最终会削减。然而,两个主要因素抑制了无公用事业能源市场的前景。首先,尽管电力是由客户拥有的DER提供的,但能源交易平台仍然需要基础设施(电线杆和电线)将电力分配给它的同行,而这些基础设施仍然由当地公用事业公司拥有。其次,能源行业在世界大部分地区受到高度监管,监管机构不允许消费者设定电价。

这种抑制因素的组合允许公用事业公司重新调整他们的方法,以实现即将到来的旧电力系统的现代化。公用事业公司也许可以接受这些DER,并利用它们来帮助提高整个电网的运行效率,而不是拒绝消费者采用DER,并严格限制它们在配电系统中的渗透水平。支持这种想法的一个概念是,它被定义为“经济和控制技术的结合,以提高电网的可靠性和效率。”“在公用事业与客户关系的背景下,transactive energy提供了一个框架,通过该框架,公用事业公司可以激励消费者所有的企业提供与能源相关的服务,从而优化电网的整体效率和弹性。”与P2P能源交易用例类似,能源交易仍然会发生,然而,公用事业公司将成为这些交易的推动者,而不是旁观者。考虑到公用事业与客户之间的关系正在向更加活跃的性质转变,区块链技术仍然可以被用来提供一个有效的解决方案来促进交易能源系统(TES)。

为什么区块链?区块链到底是什么?

区块链是一个节点网络(类似于对等节点),它们共享一个公共的事务数据库,称为分类帐。对等点之间的事务记录在一个块中,然后由网络中的一组对等点验证其正确性和有效性。所有验证对等点必须在验证过程中达成一致意见,以便对事务进行验证。一旦所有块事务都经过验证,块就被部署到公共分类账并链接到最后一个块,在此之后,就不能单方面修改事务了。智能契约也是区块链的重要组成部分,区块链可以根据分类账的状态自动完成对等节点之间的交易。智能契约作为分类账上的软件应用程序而存在,它根据分类账上的数据自动执行对等方之间的业务逻辑。在TES环境中,公用事业公司和大型电池储能系统所有者之间的智能契约可能指定,当电网的某个部分出现拥塞时,以固定的价格将电池放电。电池输出的测量值将存储在分类账中,在确认电池以商定的速率放电后,将把款项转给电池所有者。

然而,问题仍然是,随着市场充满了诸如active distribution management systems (ADMS)和DER management systems (DERMS)这样的网格服务产品,区块链带来了哪些现有解决方案没有的价值?经典的区块链用例是为了缓解不同的对等点之间的信任问题,这些对等点可能彼此不信任,但仍然必须一起工作。不可变账簿和智能契约的使用在很大程度上解决了这个信任问题。在现代公用事业公司寻求使用消费者DERs向网格添加灵活的服务和容量的情况下,公用事业公司必须能够相信消费者能够履行他们的承诺。将使用者、实用程序和其他涉众连接在区块链上的公共平台上,允许实用程序让所有参与方对其操作负责,并使其事务自动化。事实上,智能合约代表公用事业公司,在无须随时直接参与的情况下,监察其分销系统的所有交易,从而纾缓处理复杂利率结构及向不同利益相关者支付奖励的主要痛点。此外,与上面提到的许多集中式系统不同,区块链本质上是分散的,不容易受到单点故障的影响。

可行的用例

需求响应和辅助服务:发展标准和新技术进步在智能逆变器帮助创造新的市场分布水平,与加州规则21和IEEE 1547 – 2018(标准互连各级电网)各级指定由调制能够提供真正的/实时无功功率。这为消费者服务提供商提供了多种新的服务,以及传统的需求响应的拥塞管理技术。这些新的服务市场包括电压无功优化(包括无功注入以解决电压下降问题)、灵活的爬坡、短期运营储备以及停电管理黑启动。所有消费者拥有的DER都将作为网络中的对等点存在,可以自由地通过智能契约与公用事业公司协商其DER使用条款。当需要时,智能契约将促进服务事务的处理,并根据需要自主地操作DER。

智能电动汽车充电:全球交通网络大规模电气化的迫切推动,无疑将给公用事业基础设施带来巨大压力。在这种情况下,允许公用事业公司调整电动汽车充电率的短期合同是一项必要的服务,将减少电网资产的过度磨损。此用例还可以由vehicle to grid (V2G)技术补充,以在网格内的不同位置提供大量分布式存储容量。

P2P能源交易:在公用事业管理系统中,能源交易市场有潜力纠正由太阳能高渗透变量发电引发的电力不匹配。局部激励DERs协调也可以降低需求峰值,提高电网效率。为了确保事务不违反任何系统约束(传输负载、馈线承载能力),这些值可以包含在smart契约的业务逻辑中,以使任何违规事务无效。

一个可行的平台:太阳能电池

Insolar是一家全球性的技术公司,为包括能源和电力系统在内的多个行业提供创新的区块链解决方案。其旗舰产品Insolar区块链平台是一个开源的企业级平台,旨在提高全球共享商业网络的效率和透明度。这在本质上是一个共享业务网络的transactive energy领域内是一致的。因此,Insolar开发了TES,以世界上最高的区块链交易速度(每秒20个节点上的20,000笔交易),为各种不同的能源消费者和消费者提供无缝、安全的能源交易和服务。到目前为止,平台基准测试显示,整个事务显示几乎接近线性的可伸缩性,因此,对于1000个节点,平台可能可以扩展到每秒100万个事务。

下图显示了Insolar TES的远景。网络上不同的节点买卖灵活的能源服务,以共同优化整个电网的性能,从而为所有相关利益相关者节约成本。电动汽车的聚合器可能会调整它们的充电速度,以适应意想不到的太阳能激增,而工业微电网可能会预测未来一天的巨大需求,并提前从邻近的微电网购买电力。另一方面,也可以向公用事业单位(即配电系统运营商)提供需求响应和电压调节等服务。Insolar专注于三个主要用例:智能电动汽车充电、智能需求响应和企业微电网。上面详细介绍了前两个方面,而企业微电网的目标客户是能够利用P2P能源市场降低主电网可靠性的大容量客户。

A flowchart showing the vision of the Insolar TES

总之,对于公用事业公司来说,这是一个令人兴奋的时刻,他们将进入新领域,发现新的收入/价值流。使用区块链作为这些技术的推动者,当然可以帮助他们不仅跟上时代的步伐,甚至可能向前迈进一步。

历史上的今天
七月
18
    哇哦~~~,历史上的今天没发表过文章哦
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