一种基于以太坊和智能合约的分布式储能端对端交易控制方法与流程

1.本发明涉及一种分布式储能端对端交易控制方法，尤其涉及到结合以太坊，智能合约和分布式储能端对端交易控制方法。


背景技术：

2.随着电力体制市场化改革的有序进行，售电侧呈现多元、开放、竞争的发展态势。在此背景下，端对端交易有助于建立开放、透明、对等的市场环境，从而促进地区能源平衡、降低用户用能成本、提高分布式能源设备利用率。端对端交易在未来具有广阔的应用场景，而分布式储能就是其中之一。
3.当前，分布式储能设备对提高微网、园区级网络清洁能源消纳水平、改善用户用能曲线、推动能源就地平衡有着重要作用，受制于产权归属不同，存在利用率不及传统集中式储能设备、用户投资回收缓慢的问题，阻碍了其进一步的推广与应用。利用端对端交易技术在用户侧建立储能市场，借助市场化手段实现分布式储能设备的高效利用、提升分布式储能设备的经济效益，对激发分布式储能资源活力、创造额外的经济价值具有重要意义。
4.目前相关研究大多集中于能源交易方面，关于分布式储能资源交易的研究较少且缺乏灵活性，无法有效激发分布式储能资源的市场潜力。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服以上所述技术的不足，本发明提供了一种基于以太坊和智能合约的分布式储能端对端交易控制方法，该发明融合了智能合约技术、网络传输技术和分布式储能等相关技术，不仅可以实现用户信息的统一管理、储能闲置容量的在线交易、储能设备的“多对一”充/放电控制及交易控制费用的实时结算，同时还可以使储能设备的效益得到有效提升，用户用能成本进一步下降。
6.为实现上述目标，本发明提出了一种基于以太坊和智能合约的分布式储能端对端交易控制方法，所述发明包括分布式储能端对端交易控制平台框架、分布式储能端对端交易控制合约。
7.所述的以太坊是基于区块链技术的去中心化应用平台，支持使用区块链网络创建包括金融、游戏、音乐等类型的分布式应用，具有开放、安全、图灵完备、去中心化等特点。以太坊平台的核心为智能合约，其存储于以太坊区块链之中，运行于节点的以太坊虚拟机之上，可对来自用户或其他智能合约的调用进行响应，本质是一种独立运行、自我验证、自动执行合约内容的计算机程序。
8.所述的智能合约主要包括合约地址、合约余额等元素，其中，合约地址用以唯一确定一份合约，合约变量用于表示智能合约的状态，合约事件用于向关注此智能合约的外部账户广播消息，合约函数可被外部账户或其他智能合约调用，从而实现合约功能。智能合约赋予以太坊平台巨大的发展潜能，相比于传统的集中式应用，基于以太坊的分布式应用具
有公正、开放、透明、去信任等特点，任意用户间可直接进行对等的端对端交易，进而满足自身的利益需求。
9.所述的分布式储能端对端交易控制平台分布式储能端对端交易控制平台是建立在区块链之上，允许一定区域内的电力用户相互交易与使用分布式储能资源的开放平台。它使得拥有分布式储能设备的用户可以在平台中拍卖某些时段内的储能闲置容量，而其他需要储能资源的用户则可进行竞拍与使用，从而在提高分布式储能设备的利用率与经济效益的同时，使得其他需求用户完成清洁能源消纳、用电曲线改善等操作。
10.所述的拍卖
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储能主从合约体系为交易与控制功能解耦的拍卖
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控制主从合约体系。拍卖合约为主合约，在系统中仅存在一份，负责完成所有分布式储能的闲置容量拍卖与容量费用结算。储能合约为从合约，在系统中存在多份且与每个分布式储能设备绑定，为储能设备在系统中的虚拟表征，负责完成用户对对应储能容量的控制使用与充/放电费用的实时结算。拍卖合约通过调用储能合约可以检验某一拍卖是否可行，储能合约通过接收拍卖合约传递的使用权转移信息可以允许得拍者使用拍得的储能容量。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
12.(1)本发明的一种基于以太坊和智能合约的分布式储能端对端交易控制方法，通过储能容量的在线拍卖与后续控制，储能设备的效益得到有效提升，用户用能成本进一步下降；
13.(2)本发明通过分布式储能资源的去中心化交易方式，可以有效支撑区域内个体用户间的点对点交易，有效激发分布式储能资源的市场潜力；
14.(3)本发明基于以太坊的分布式应用具有公正、开放、透明、去信任等特点，任意用户间可直接进行对等的端对端交易，进而满足自身的利益需求。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
16.图1是本发明分布式储能交易控制平台结构图；
17.图2是本发明拍卖
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控制主从合约体系图；
18.图3是本发明合约函数的调用流程图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.如图1所示，一种基于以太坊和智能合约的分布式储能端对端交易控制方法的分布式储能交易控制平台结构图，所述的分布式储能端对端交易控制平台是建立在区块链之上，允许一定区域内的电力用户相互交易与使用分布式储能资源的开放平台。它使得拥有
分布式储能设备的用户可以在平台中拍卖某些时段内的储能闲置容量，而其他需要储能资源的用户则可进行竞拍与使用，从而在提高分布式储能设备的利用率与经济效益的同时，使得其他需求用户完成清洁能源消纳、用电曲线改善等操作。。在一定区域内，拥有一个或多个分布式储能设备的用户可以发起储能容量的拍卖，且同一储能设备的闲置容量可以分多次拍卖给不同用户。拍得储能容量使用权的用户或储能设备拥有者均可通过系统对拥有的储能容量进行使用，提交每时段的充/放电功率并对充/放电费用进行实时结算。此外，系统管理员负责管理用户的注册信息及维护系统的正常运行。
21.如图3上半部分所示，分布式储能端对端交易控制流程可以指导用户完成注册、储能容量拍卖、储能控制使用，是系统正常运行的基础。本文设计了一种三阶段交易控制流程，可以降低合约函数的调用次数、避免合约变量的错误引用、推进合约变量的重复利用。流程将运行日中的每个时段分解为3个阶段：
22.1)信息更新阶段。位于每时段的0～5min，管理员通过调用合约的管理函数更新合约中的时段信息、储能电量信息、充/放电功率信息，从而在保证信息时效性的同时推进变量的重复利用。
23.2)储能容量拍卖阶段。位于每时段的5～40min，用户通过调用合约的相关函数完成后续时段储能闲置容量的拍卖与竞拍。储能容量拍卖阶段位于储能容量控制阶段之前，使得分布式储能剩余容量易于计算的同时，拍得储能容量使用权的用户可直接在接下来的控制阶段对储能容量进行使用。
24.3)储能容量控制阶段。位于每时段的45～60min，储能拥有者或拍得储能容量使用权的用户通过调用合约函数对储能容量进行使用，提交下一时段的充/放电功率并对相关费用进行实时结算。
25.此外，每时段的40～45min为拍卖过渡时间，在这段时间中，用户可完成尚未结束的拍卖，但不能发起新的储能容量使用权拍卖。
26.图2是拍卖
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控制主从合约体系图，拍卖合约为主合约，在系统中仅存在一份，负责完成所有分布式储能的闲置容量拍卖与容量费用结算。储能合约为从合约，在系统中存在多份且与每个分布式储能设备绑定，为储能设备在系统中的虚拟表征，负责完成用户对对应储能容量的控制使用与充/放电费用的实时结算。拍卖合约通过调用储能合约可以检验某一拍卖是否可行，储能合约通过接收拍卖合约传递的使用权转移信息可以允许得拍者使用拍得的储能容量。
27.拍卖合约为主从合约体系中的交易部分，交易控制平台上的所有用户均可通过拍卖合约完成储能设备闲置容量的拍卖与竞拍。拍卖合约具体拥有：
28.1)用户信息管理功能；
29.2)储能闲置容量拍卖功能；
30.3)容量费用结算功能。
31.储能合约为主从合约体系中的控制部分。通过接收拍卖合约的交易结果，储能合约使得交易控制平台上的储能拥有者或得拍者可以完成对储能容量的使用。合约具体拥有：
32.1)检查/写入接口功能；
33.2)电量信息维护功能；
34.3)充/放电提交接口功能；
35.4)电能费用实时结算功能。
36.图3是合约函数的调用流程图，用户注册时，管理员通过调用拍卖合约的管理函数将用户账户信息写入合约。对于拥有储能设备的用户，管理员还需创建新的储能合约并进行设置与绑定。对于每日的实时交易控制，合约的调用流程如图3所示:
37.s1，每日实时交易前要进行信息更新，由管理员更新合约信息。
38.s2，储能管理终端开始读取储能设备的充放电功率，以备信息更新。
39.s3，管理员开始打开拍卖接口，进入储能容量拍卖阶段，由储能拥有者发起拍卖流程。
40.s4，分布式程序检查拍卖是否通过，如果通过转到s5，否则拍卖结束。
41.s5，拍卖检查通过后，对能源有需求者开始发起竞拍。
42.s6，储能拥有者会确认拍卖结果，如果落锤，那么则转到s7，否则转到s8。
43.s7，储能拥有者为此次拍卖向储能合约中写入交易信息，至此，拍卖结束。
44.s8，储能拥有者想把自己的能源拍给出价最高的竞拍者，因此，会由出价最高者来取回竞价。
45.s9，管理员关闭拍卖接口并打开功率提交接口，至此进入储能容量控制阶段。由储能拥有者提交自己的充放电功率，开始提供储能。
46.s10，得拍者提交自己需要的充放电功率，开始使用储能。
47.s11，用户得到了能源，并且为自己此次消费买单；而储能拥有者则提取储能的交易费用。
48.以上对本发明实施例所提供的一种基于以太坊和智能合约的分布式储能端对端交易控制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。