一种基于区块链技术的能源互联网微网能量调度方法与流程

本发明属于能源互联网中微网能源调度平衡方法，尤其涉及一种基于区块链技术的能源互联网微网能量调度方法。

背景技术：

在未来整个能源互联网中，发电端的随机性将会增加，同时也会出现更多的分布式能源。分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式；而现行的以中心化为主的交易方式已经不能满足未来能源互联网的需求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于区块链技术的能源互联网微网能量调度方法，以解决分布式能源采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式；而现行的以中心化为主的交易方式已经不能满足未来能源互联网的需求等技术问题。

本发明技术方案：

一种基于区块链技术的能源互联网微网能量调度方法，它包括：

步骤1.微网能源模块将各微网节点组成对等网络；

步骤2.储存在微网中的区块链系统利用大数据分析预测下一个时段的发电量和用电量；

步骤3.内置微网能源调度模块的微网设备向区块链节点发送能源供需信息，对等网络利用共识算法，验证微网设备发送的能源供需信息，并将验证结果返回设备微网能源调度模块；

步骤4.内置微网能源调度模块通过接收步骤3得到的能源供需信息，通过最优调度算法，匹配微网中的能源信息，并将该信息写入区块链，并形成智能合约；

步骤5.智能合约若判定生效，则微网自动将能源按照智能合约中能源信息结合微网能源智能管理模块进行调度。

步骤1中所述微网能源模块将各微网节点组成对等网络中，各微网节点地位平等且以扁平式拓扑结构相互连通和交互；采用非对称加密算法实现公私钥保护机制，用于验证节点信息、数字签名和登陆认证；所述微网能源模块包括分布式发电单元、分布式蓄能装置及能源荷载单元；微网节点的频率、电压和电流，能源荷载单元的频率、电压和电流，分布式蓄能装置的有功功率和无功功率，打包储存在数据区块上，通过哈希计算(sha-256)生成包裹信息的数字指纹，作为备注信息，加上交易的时间戳，用私钥签名后，将公钥地址一起打包；数据区块以时序关系前后排列链接在一起并组成一条链条，链条中排列在后的数据区块能够追溯到排列在前的数据区块，时序关系为所述数据区块的产生的时间的先后关系。

所述微网能源调度模块用公钥地址进行解密获取所述包裹信息的数字指纹；读取所述分布式发电单元的频率、电压和电流、能源荷载单元的频率、电压和电流、分布式蓄能装置的有功功率和无功功率，采用神经网络方法对微网能源区块链上的总发电量和总负荷量进行预测；根据发电量预测值和负荷量预测值判断微网能源区块链上是否达到能量平衡；

当微网能源区块链上达到能量平衡时，向微网智能管理模块发送频率电压调节控制指令；当微网能源区块链上未达到能量平衡时，判断微网能源区块链处于电量盈余状态还是电量缺额状态；

当微网能源区块链处于电量缺额状态时，首先发送控制信号给分布式蓄能装置，启动分布式蓄能装置对微网能源区块链进行电能补给，若分布式蓄能装置补给电能工作结束后，微网能源区块链仍处于电量缺额状态时，发送控制信号给电网，令电网向微网能源区块链补给电能，若电网不能向微网能源区块链补给电能或电网补给电能工作结束后，微网能源区块链仍处于电量缺额状态时，启动，令其向微网能源区块链补给电能；

当微网能源区块链处于电量盈余状态时，首先发送控制信号给分布式发电单元，令其向电网供电，若电网不需要电能补给或者为电网补给电能工作结束后，微网能源区块链上仍存在剩余电能，令分布式蓄能装置响应其是否需要充电；若分布式蓄能装置需要充电，则启动分布式蓄能装置，为分布式蓄能装置充电，若分布式蓄能装置不需要充电或者向分布式蓄能装置充电结束后，微网能源区块链上仍存在剩余电能，启动，令其消耗微网能源区块链上多余电能；

微网智能管理模块用公钥地址进行解密获取所述包裹信息的数字指纹；读取分布式能源发电模块内各分布式发电单元及能源荷载单元的节点频率、电压、有功功率及无功功率；接受频率电压调节控制指令，调节该微网智能管理模块所连接的微网能源模块内分布式发电单元的及能源荷载单元的节点频率和电压，使得各节点频率与电网工频一致，各电压与电网额定电压一致。

本发明有益效果：

本发明利用区块链具有可信计量、广泛交易、智能合约控制、分布决策以及广域融合的特性，并且与能源互联网有非常强的内在一致性。通过将区块链技术和微网分布式能源的技术耦合特征有机地结合，可以让能源互联网中的微网系统变为一个去中心化、自治、稳健的能源系统，构造一个使用区块链技术的微网运行环境分布式微网能源本身具有间歇性和波动性等特点，实现分布式能源的协调优化与智能控制，保障电网能够安全、稳定运行；解决了分布式能源采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式；而现行的以中心化为主的交易方式已经不能满足未来能源互联网的需求等技术问题。

附图说明：

图1为本发明流程示意图；

图2为微网节点对等网络结构示意图。

具体实施方式

本发明技术方案：

s1.微网能源模块将各微网节点组成对等网络；

s2.储存在微网中的区块链系统，利用大数据分析预测下一个时段的发电量和用电量；

s3.内置微网能源调度模块的微网设备向区块链节点发送能源供需信息，微网设备组成的对等网络利用共识算法，验证设备所提出的信息，并将验证结果返回设备微网能源调度模块；

s4.内置微网能源调度模块通过接收步骤s3得到的能源交易信息，通过最优调度算法，匹配微网中的能源信息，并将该信息写入区块链，并形成智能合约；

s5.智能合约若判定生效，则微网自动将能源按照智能合约调度内容结合微网能源智能管理模块进行调度。

所述微网组网模块所形成的对等网络中，各微网节点地位平等且以扁平式拓扑结构相互连通和交互；采用非对称加密算法实现公私钥保护机制，可以用于验证节点信息、数字签名和登陆认证；所述微网能源模块包括分布式发电单元、分布式蓄能装置及能源荷载单元；所述微网节点的频率、电压和电流，所述能源荷载单元的频率、电压和电流，所述分布式蓄能装置的有功功率和无功功率，打包储存在数据区块上，通过哈希计算(sha-256)生成包裹信息的数字指纹，将其作为备注信息，加上交易的时间戳，用私钥签名后，将公钥地址一起打包；所述数据区块以时序关系前后排列链接在一起并组成一条链条，所述链条中排列在后的数据区块能够追溯到排列在前的数据区块，所述时序关系为所述数据区块的产生的时间的先后关系；

微网能源调度模块，用公钥地址进行解密获取所述包裹信息的数字指纹；读取所述分布式发电单元的频率、电压和电流、能源荷载单元的频率、电压和电流、分布式蓄能装置的有功功率和无功功率，采用神经网络方法对微网能源区块链上的总发电量和总负荷量进行预测；根据发电量预测值和负荷量预测值判断微网能源区块链上是否达到能量平衡；

当微网能源区块链上达到能量平衡时，向微网智能管理模块发送频率电压调节控制指令；当微网能源区块链上未达到能量平衡时，判断微网能源区块链处于电量盈余状态还是电量缺额状态；

当微网能源区块链处于电量缺额状态时，首先发送控制信号给分布式蓄能装置，启动分布式蓄能装置对微网能源区块链进行电能补给，若分布式蓄能装置补给电能工作结束后，微网能源区块链仍处于电量缺额状态时，发送控制信号给电网，令电网向微网能源区块链补给电能，若电网不能向微网能源区块链补给电能或电网补给电能工作结束后，微网能源区块链仍处于电量缺额状态时，启动，令其向微网能源区块链补给电能；

当微网能源区块链处于电量盈余状态时，首先发送控制信号给分布式发电单元，令其向电网供电，若电网不需要电能补给或者为电网补给电能工作结束后，微网能源区块链上仍存在剩余电能，令分布式蓄能装置响应其是否需要充电；若分布式蓄能装置需要充电，则启动分布式蓄能装置，为分布式蓄能装置充电，若分布式蓄能装置不需要充电或者向分布式蓄能装置充电结束后，微网能源区块链上仍存在剩余电能，启动，令其消耗微网能源区块链上多余电能；

所述微网智能管理模块，用公钥地址进行解密获取所述包裹信息的数字指纹；读取分布式能源发电模块内各分布式发电单元及能源荷载单元的节点频率、电压、有功功率及无功功率；接受所述频率电压调节控制指令，调节该微网智能管理模块所连接的微网能源模块内分布式发电单元的及能源荷载单元的节点频率和电压，使得各节点频率与电网工频一致，各电压与电网额定电压一致。