一种发电侧电力辅助服务交易系统的制作方法

本实用新型涉及区块链技术应用领域，特别地涉及一种利用区块链技术实现发电侧电力辅助交易系统。

背景技术：

区块链技术被认为是继大型机、个人电脑、互联网、移动/社交网络之后计算机领域的第五次颠覆式创新,也是全球科技界一致看好的除了人工智能和大数据之外的改变人类未来历史进程的重要科技手段。区块链技术是下一代云计算的雏形,有望像互联网一样彻底重塑人类社会活动形态,并实现从目前的信息互联网向价值互联网的转变。

2016年被称为区块链元年，传统的金融机构、金融科技企业、互联网企业纷纷关注区块链的发展和应用。同年5月，包括华为、腾讯、京东、平安银行等在内的25家企业参与并正式设立金融区块链合作联盟，阿里旗下的蚂蚁金服将区块链技术应用于爱心捐赠平台。工信部牵头的区块链联盟也已经发布了《中国区块链技术和应用发展白皮书(2016)》。区块链产业正向着与云计算类似的架构发展，通过标准化的设计，使得参与交易的实体能够轻松地部署和应用，并更多地关注可以创造更高附加值的增值服务。

目前，已经有专家开始探索区块链技术在电力交易上的应用方式，由于我国电力市场交易领域相对国外发展较晚，现有的交易信用体系仍然是构建在监管机构是绝对安全的基础上，而一旦中心化的“绝对安全”节点出现问题，则会造成不可逆转的灾难型损失。但针对电网中发电厂侧的辅助服务交易目前还没有人考虑过应用区块链技术。

所谓的电网辅助服务是指为维护电力系统的安全稳定运行、保证电能质量，除正常电能生产、输送、使用外，由发电企业、电网经营企业和电力用户提供的服务，包括：一次调频、自动发电控制(AGC)、调峰、发电计划曲线、无功调节等，考核以月度方式结算。目前的这种管理运营方式还是电网调度中心作为中心化的辅助服务交易平台，计划性地从调度中心发送给各个电厂的调度指令，由于指令有一定延迟，目前有些电厂甚至还没有AGC控制，造成很多电厂辅助服务考核不合格而被罚款。另外，每年辅助服务的罚款和奖励在各个电厂之间进行分摊也存在巨大的管理难题，很难做到完全的公平合理。

近年来随着中国国民经济的飞速发展，人们对电力的需求也急剧增加，峰谷差日益增大。此外，风能、核能等电源的飞速发展，相对降低了电网的自调节能力，大规模接入的风电机组甚至引入了额外的随机功率扰动，使电网稳定性进一步恶化。因此，我国目前在调峰和调频方面，未来在机组黑启动等方面，这几个方面的辅助服务市场缺口必然随着可再生能源发电的进一步发展将越来越大。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述技术问题，利用区块链技术构建了点对点的辅助服务交易模块，完全可以与现有的电网调度平台进行整合，从而实现自动的点对点的电力辅助服务交易。

为此，本实用新型提供一种发电侧电力辅助服务交易系统，其包括区块链交易平台、区块链节点模块和执行单元，其中，执行单元在一定区域内分布式地布置并且与区块链交易平台连接，每个执行单元对应一个区块链节点模块。

作为优选，执行单元是设置在发电厂内或发电厂外的执行装置，或者是辅助服务外部设备，或者是可中断负荷装置。

作为优选，发电厂是火力发电厂、水力发电厂、核电站、燃气发电站、风力发电站、光伏发电站、生物质电站、垃圾焚烧电站、燃料电池发电站、虚拟发电站中的任意一种或几种的组合。

作为优选，执行装置是锅炉增减负荷装置、汽机调节汽门装置、汽机旁路调节装置、凝结水节流装置、切调高加或低加装置中的任意一种或几种的组合。

作为优选，辅助服务外部设备是电锅炉、电热泵、电压缩制冷机、电解制氢槽、蓄能装置中的任意一种或几种的组合。

作为优选，蓄能装置是电化学蓄电池、物理储能装置、动能储能装置中的任意一种装置。

作为优选，电化学蓄电池是锂离子电池，铅酸、铅碳、镍氢、镍镉、钠硫、钒液硫、镁、镍锌、锌空气蓄电池中的任意一种。

作为优选，可中断负荷装置是电锅炉、电热泵、电压缩制冷机、电解制氢槽、蓄能装置中的任意一种或几种的组合。

本实用新型提供的发电侧电力辅助服务交易系统能够改变目前中心化的电网调度中心对电力辅助服务交易的管理模式，充分发挥每个发电厂的能动性，利用区块链云平台智能化地最高收益方式来管理各电厂的辅助服务设施。这种分布式的点对点的电力辅助服务交易可以做到交易的自动执行和交易收益实时到账和兑现，每个电厂可以根据自身情况制定销售或购买辅助服务的价格。此外，由于所有电力辅助服务交易数据被不可篡改和分布式地存储在各个电厂的区块链模块中，可以保证数据安全和交易的公平性。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的构件。具有不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似构件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是示例性的，并且不旨在作为本装置、系统或方法的穷尽性的或排他性的实施例。

图1示出了本实用新型涉及的发电侧电力辅助服务交易系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型涉及的发电侧电力辅助服务交易系统中区块链交易平台的网络结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。

本实用新型涉及一种发电侧电力辅助服务交易系统，所述的发电侧电力辅助服务交易系统一般运用在一定区域内，在这样的一定区域内一般分布式地设有多个发电厂或者其他设施，这些发电厂可以根据实际情况和需求选择销售或购买不同的电力辅助服务以及确定相应的价格。本实用新型涉及的辅助服务交易系统采用区块链技术结合云平台能够智能化的管理各发电厂的辅助服务交易，并且使得整体的收益最高。此外，这种辅助服务交易系统能够与每个发电厂之间点对点的电力辅助服务交易能够做到交易的自动执行和交易收益实时到账和兑现。

下面通过实施例对本实用新型的技术方案进行更进一步的描述。

实施例1：

在实施例1中，具体地，如图1所示，所述发电侧电力辅助服务交易系统包括区块链交易平台1、区块链节点模块2和执行单元3，其中，执行单元3在一定区域内分布式地布置并且与区块链交易平台1通过通信线路连接，这种一定区域一般是指区块链网络范围，每个执行单元3对应一个区块链节点模块2，区块链节点模块2给予每个执行单元3一个唯一的ID，也就是一定区域内或者区块链网络范围内的唯一ID的节点。

其中，所述区块链交易平台1在运行中可以集成在电网调度中心的管理控制系统中，其配置地利用区块链技术实现在一定区域内，实现区块链交易平台1与执行单元3之间点对点的针对电力辅助服务交易的管理；具体地，作为一种优选，所述区块链交易平台1能够实现的辅助服务是指发电侧的辅助服务，可以是调峰、调频、无功电压控制、黑启动、调停备用、可中断负荷、电储能等类型中的一种或者几种的组合；更为优选的是，所述区块链交易平台1能够实现的辅助服务交易可以是交易方身份认证、交易账户管理、交易规则制定、交易智能合约、交易数据分析、交易结果显示中的任意一种或几种的组合。

所述区块链节点模块2对应于每个执行单元3，其可以集成在各执行单元3的集控系统中，其配置地用于实现在满足交易策略和智能合约条件下的自动点对点辅助服务交易，其配置地用于一定区域内区块链交易平台1与每个执行单元3之间或者执行单元3之间的点对点辅助服务交易的处理和保存，其中，对于辅助服务交易的处理，上述区块链节点模块2可以实现辅助服务销售报价、购买报价、AGC联动、辅助服务交易策略制定、智能合约、买卖方标识中的任意一种或几种的组合；对于辅助服务交易的保存，是指辅助服务交易的信息和数据被加注时间戳并且不可篡改地保存在相应的区块链节点模块2内。

所述执行单元3在一定区域内分布式地布置，具体而言，执行单元3是在发电厂内外设置的装置，例如，执行单元3可以是发电厂内发电机组中的执行装置，也可以是发电厂内设置的辅助发电机组运行的辅助服务外部设备，还可以是发电厂外位于一定区域电网内的可中断负荷装置，其中，所述发电厂可以是一定区域内的火力发电厂、水力发电厂、核电站、燃气发电站、风力发电站、光伏发电站、生物质电站、垃圾焚烧电站、燃料电池发电站、虚拟发电站中的任意一种或几种的组合。

作为优选，所述发电厂内发电机组中的执行装置可以是锅炉增减负荷装置、汽机调节气门装置、汽机旁路调节装置、凝结水节流装置、切除高加或低加装置中的任意一种或几种的组合；

作为另一种优选，所述发电厂内设置的辅助服务外部设备可以是电锅炉、电热泵、电压缩制冷机、电解制氢槽、蓄能装置中的任意一种或几种的组合，其中，所述蓄能装置可以是电化学蓄电池，例如锂离子电池，铅酸、铅碳、镍氢、镍镉、钠硫、钒液硫、镁、镍锌、锌空气蓄电池中的任意一种或几种，还可以是物理储能装置或动能储能装置中的任意一种装置；

此外，作为另一种优选，所述发电厂外位于一定区域电网内的可中断负荷装置可以是位于发电厂外的电锅炉、电热泵、电压缩制冷机、电解制氢槽、蓄能装置中的任意一种或几种的组合。

本实用新型涉及的发电侧电力辅助服务交易系统在运行时，区块链交易平台1基于区块链技术通过网络架构实现对电力辅助服务交易的管理和控制，其中，如图2所示，所述的区块链交易平台1的网络结构包括应用层、合约共识层和网络数据层；其中，应用层结构的基本构成元素包括注册登录、实名认证、买方登记、卖方登记、资质审核、账户管理、买卖交易、买卖价格调整、平台网页界面以及D7000调度系统子界面；合约共识层结构的基本构成元素包括账户中心、辅助服务交易登记、辅助服务价格匹配、辅助服务交易实现、共识机制、智能合约以及支付系统；网络数据层结构的基本构成元素包括数据区块、时间戳、哈希散列、非对称加密、0/1购售辅助服务标识位、点对点网络、验证机制、Merkle(默克尔)树根数据、密钥管理、公钥和私钥中的任意一种或几种的组合。

更进一步地，其中所述的0/1购售辅助服务标识位指的是区块链数据层中有某一位特殊定义的二进制数位；所述二进制数位以0代表当前节点为辅助服务的销售方；1代表当前节点为辅助服务的购买方；或者所述二进制数位以0代表当前节点为购买方，1代表当前节点为销售方；其中，所述当前节点有可能某一时刻为销售方，下一时刻又变为购买方。

下面通过具体示例，介绍如何利用上述发电侧电力辅助服务交易系统进行辅助服务交易的管理。

在本实施例中，某大型火力发电机组与一定区域内的某大型风力发电站通过区块链模块的智能合约，以双方认可的价格实现点对点的深度调峰辅助服务，辅助服务的销售方为具有深度调峰能力的火电机组，购买方大型风力发电站；此时，火电机组通过调峰服务获得收益，而风力发电站通过购买辅助服务的调峰负荷，增加了自己的上网电量，虽然交易电价很低，但风力发电站通过绿色证书或减排CO2形成的碳指标获得额外的收益，或者通过国家或地方的风电上网补贴获得收益。

实施例2：

本实施例涉及的发电侧电力辅助服务交易系统的结构与实施例1基本相同，区别仅在于本实施例中的辅助服务是指发电侧的调峰辅助服务，作为调峰服务的执行装置，既可以是通过发电机组中的锅炉增减负荷装置进行一般调峰，也可以通过发电厂内的辅助服务外部设备中的电锅炉、电热泵、电压缩制冷机、电解制氢槽、蓄能装置中的任意一种或几种的组合进行电厂的深度调峰。

实施例3：

本实施例涉及的发电侧电力辅助服务交易系统的结构与实施例1基本相同，区别仅在于本实施例中的辅助服务特指发电侧的调频辅助服务，作为调频服务的执行装置，既可以是通过调节发电机组中的汽机调节汽门装置的开度或者汽机旁路调节装置的开度等方式实现，也可以通过调节发电厂内发电机组中的凝结水节流装置、切除高加或低加装置等中的任意一种或几种组合进行快速调频，还可以通过发电厂内的辅助服务外部设备如电锅炉、电热泵、电压缩制冷机、电解制氢槽、蓄能装置中的任意一种或几种的组合进行一般调频。

实施例4：

本实施例涉及的发电侧电力辅助服务交易系统的结构与实施例1基本相同，区别仅在于本实施例中的辅助服务特指发电侧的黑启动辅助服务，这种销售或购买黑启动辅助服务的发电厂是火力发电厂、燃气发电站、燃料电池发电站等具有快速启动特性和能力的发电站中的任意一种或几种的组合。

实施例5：

本实施例涉及的发电侧电力辅助服务交易系统的结构与实施例1基本相同，区别仅在于本实施例中的辅助服务特指发电侧的调停备用辅助服务，这种销售或购买调停备用辅助服务的发电厂是带有主蒸汽旁路和大型热网换热器的热电厂或火电灵活性调峰深度达到0上网电量的热电机组，从而可以实现短时间的完全的热电解耦，即锅炉和汽机可在一定时间内恢复部分负荷或满负荷的发电能力，从而成为为电网提供合格的热备用辅助服务的发电站。

实施例6：

本实施例涉及的发电侧电力辅助服务交易系统的结构与实施例1基本相同，通过电网内的发电侧的蓄电池提供辅助服务，这些蓄电池可以安装在火力发电厂、水力发电厂、核电站、燃气发电站、风力发电站、光伏发电站、生物质电站、垃圾焚烧电站、虚拟发电站中的任意一种或几种的组合。

当然，以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。