一种含优化匹配功能的分布式储能线上共享交易方法

本发明属于分布式储能资源商业模式新型p2p共享服务领域，具体涉及一种含优化匹配功能的分布式储能线上共享交易模式(distributed energy storage onlinesharing transaction mode with optimized matching function)。

背景技术：

1、储能技术在电力系统中的应用十分广泛，是实现清洁能源大规模接入的必然选择。其中分布式储能对提高微网清洁能源消纳水平、改善用户用能曲线、推动能源自洽有着重要作用。相对于传统集中式储能，目前分布式储能利用率低、用户投资回收缓慢。而共享交易技术可有效减少分布式储能设备的闲置，并且额外带来一定的经济收益。目前国内外在分布式储能的商业模式方面仍处于探索阶段，需要丰富的交易模式和运营手段以最大化激发分布式储能资源价值。

2、新型p2p共享服务是分布式储能商业模式的有益探索，但仍存在效率偏低、安全隐私性差、未考虑交易优化匹配问题。共享储能作为分布式储能应用模式的一个重要的发展方向，在区块链技术的推动下展现了巨大的发展前景。已有部分文献对共享储能以及区块链在共享储能中的应用开展了探索性研究，但存在以下不足：(1)现有分布式储能区块链共享技术仍存在需要用户双方线下协商，由此带来安全隐私泄露问题，以及不必要的交易流程导致交易效率低下；(2)现有分布式储能区块链共享技术未考虑交易优化匹配问题，当海量分布式储能信息上链，用户无法在大量信息数据中迅速找到满足自身需求的分布式储能设备，由此导致交易效率低下以及用户参与积极性降低。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明提出一种含优化匹配功能的分布式储能线上共享交易模式。

2、本发明的技术方案如下。

3、本发明第一方面提供了一种含优化匹配功能的分布式储能线上共享交易方法，包括以下步骤：

4、步骤a，建立含市场租金的分布式储能智能合约模型，建立含优化匹配功能的管理员智能合约模型，利用区块链技术将智能合约上链；

5、步骤b，承租方提交储能设备需求信息，经过优化匹配链上海量设备，自动反馈相关设备信息；

6、步骤c，承租方从反馈信息中自主决策更具性价比的储能设备，发送交易指令完成控制权转移；

7、步骤d，承租方远程操控进行充放电操作，交易时效结束后控制权自动回归，交易资金转移至出租方。

8、优选地，所述步骤a进一步包括：

9、步骤a1：建立含市场租金的分布式储能智能合约模型：

10、den(namen，bln，rn，inforn，stn，t，conn，t)   (1)

11、一个储能设备对应一个分布式储能智能合约；

12、式中：namen、bln表示储能设备n的代号、拥有方地址；rn表示储能设备n的市场租金，在以太坊区块链中由其专属虚拟货币表示；

13、inforn表示储能设备n的属性信息，包含：

14、

15、式中：表示储能设备n的电量存储上下限、充电功率上下限和放电功率上下限；

16、stn，t和conn，t表示储能设备n在时间周期t内的运行状态和控制权状态，包含：

17、stn，t＝(pn，t，en，t)   (3)

18、conn，t＝(control-acc，tstart，tend)  (4)

19、式中：pn，t与en，t分别表示储能设备n在时间周期t内充放电功率和该时段结束后的电量状态；control-acc、tstart和tend分别表示在t时段内储能设备n控制权所在方账户以及控制权的生效、失效时间；

20、步骤a2：建立含优化匹配功能的管理员智能合约模型：

21、adm(create-de，submit-de，optimize-de，trans-de，operat-de)   (5)

22、式中包含五类功能性函数：create-de代表上传储能设备信息

23、den(namen，bln，rn，inforn，stn，t，conn，t)   (6)

24、submit-de代表提交需求信息：

25、

26、式中：e表示储能需求电量、emax表示容量上限、emin表示容量下限、表示充电功率上限、表示充电功率下限、表示放电功率上限、表示放电功率下限；

27、optimize-de代表优化匹配模型，其目标函数为：

28、

29、式中：表示储能设备n的电量上限、表示储能设备n的电量下限、表示储能设备n的充电功率上限、表示储能设备n的充电功率下限、表示储能设备n的放电功率上限、表示储能设备n的放电功率下限、en表示承租方提交需求信息时的容量状态；链上储能设备的控制权地址为管理员合约地址；当前电量状态、储能容量上下限及充放电功率上下限约束条件如式：

30、pn＝0；control-acc＝admin_add；e≤en    (9)

31、

32、式中：pn和control-acc分别表示储能设备n的充放电功率状态和控制权地址；admin_add为管理员合约地址；

33、trans-de代表发送交易指令：

34、o1(t，r，acck)   (11)

35、式中：t表示交易共享时间，r表示本次交易总租金，r需满足式r＝rn*t，acck表示承租方账户地址；

36、operat-de代表发送远程操控指令：

37、o2(charge/discharge,p,t)   (12)

38、式中：charge/discharge表示操控储能设备进行充/放电操作；p表示充/放电功率，需满足储能设备自身属性信息中充放电功率上下限约束；t表示充/放电动作时间，其操控动作总时间需在本次共享交易时间t之内；

39、步骤a3：拥有闲置储能设备的出租方通过自身外部账户调用管理员合约功能create-de将储能设备信息生成分布式储能智能合约，上传至以太坊区块链，一个储能设备对应一个储能智能合约。

40、优选地，所述步骤a2中管理员智能合约内的功能被调用时必须满足模型内功能性函数条件约束。

41、优选地，管理员智能合约内的功能由用户的外部账户调用。

42、优选地，管理员智能合约内的功能由上一笔交易指令自动调用。

43、优选地，所述步骤a3中的储能设备信息需满足如下约束：

44、

45、式中：与分别表示储能设备n在t时段的充电功率以及该储能设备所允许的充电功率上、下限；与分别表示储能设备n在t时段的放电功率以及该储能设备所允许的放电功率上、下限；en,t、与分别表示储能设备n在t时段结束后的存储电量以及该储能设备所允许的存储电量上、下限。

46、优选地，所述步骤b进一步包括如下步骤：

47、步骤b1：承租方利用管理员合约中submit-de功能，提交符合自身需求的储能设备信息式中e、emax、min、分别表示储能需求电量、容量上下限和充放电功率上下限；

48、步骤b2：基于步骤b1，承租方提交需求信息后，管理员合约自动调用优化匹配功能optimize-de反馈经模型筛选优化后的五个设备信息，

49、

50、优化匹配模型以两类信息之和最小为目标，第一类信息为链上储能设备信息与承租方需求信息差异值平方和，第二类信息为储能容量上限与储能当前容量差异值平方。

51、优选地，所述步骤c进一步包括：

52、步骤c1：承租方利用管理员合约中trans-de功能发送交易指令o1(t,r,acck)，式中t表示交易共享时间，r表示本次交易总租金，r需满足式r＝rn*t，acck表示承租方账户地址；

53、步骤c2：管理员合约会自动验证交易指令，核对账户地址信息、储能设备状态、交易金额等，验证无误后交易金额会自动从承租方账户地址转移至管理员合约地址，同时调整储能设备n的控制权状态为conn,t＝(acck,tstart,tstart+t)。

54、优选地，所述步骤d进一步包括：

55、步骤d1：共享交易时效内，承租方利用管理员合约中operat-de功能发送远程操控指令o2(charge/discharge,p,t)，式中charge/discharge表示操控储能设备进行充/放电操作，p满足储能设备自身属性信息中充放电功率上下限约束；

56、步骤d2：共享交易结束时，管理员合约将储能设备控制权自动收回conn,t＝(control-acc,tstart,tend)，同时将暂存在合约地址内的虚拟货币金额转入出租方账户地址，共享交易结束。

57、本发明第二方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述第一方面所述的任意一项所述的一种含优化匹配功能的分布式储能线上共享交易方法。

58、本发明提供了一种含优化匹配功能的分布式储能线上共享交易模式(distributed energy storage online sharing transaction mode with optimizedmatching function)，通过建立含市场租金的分布式储能合约模型、含优化匹配功能的管理员合约模型，提出一种全程线上共享、具备需求优化匹配功能的交易模式，实现了承租方提交需求、优化匹配、自主决策完成储能控制权转移。保护交易双方隐私安全，简化交易流程，在较大用户规模、海量分布式储能设备上链场景下，仿真实例验证了所提方法的可行性与优越性，适合于分布式储能线上共享交易。本发明解决目前分布式储能新型p2p共享服务存在的效率偏低、安全隐私性差、未考虑交易优化匹配等问题。同时，本发明在较大用户规模下具有经验证的可行高效性。本发明的附加优点将在下面的描述中部分给出，通过下面的描述变得更加明显。