區塊鏈技術在能源電力領域的應用

發布時間：2020-05-15所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要：區塊鏈技術如果能得到良好的發展和應用，必將對能源電力領域產生巨大的推進作用和變革意義。對此，本文對區塊鏈在能源電力行業應用進行研究分析，并對區塊鏈未來的應用前景與發展趨勢進行探索展望。 關鍵詞：區塊鏈技術;能源;電網 引言 為了實現電網的

　　摘要：區塊鏈技術如果能得到良好的發展和應用，必將對能源電力領域產生巨大的推進作用和變革意義。對此，本文對區塊鏈在能源電力行業應用進行研究分析，并對區塊鏈未來的應用前景與發展趨勢進行探索展望。

　　關鍵詞：區塊鏈技術;能源;電網

　　引言

　　為了實現電網的全息感知和實時控制，可靠的信息交換對于識別每個設備的需求和狀態至關重要。作為國家戰略的前沿技術，區塊鏈技術能夠為電網的發展提供可信的網絡環境，能夠有效解決電網轉型升級過程中多主體協同、網絡安全、數據融通等問題，對于能源互聯網的建設具有重要意義。

　　1區塊鏈技術及其巨大的商業潛力

　　區塊鏈是運用加密學原理，結合軟件工程學和經濟學原理而開創的一種新興互聯網技術[1]。直到2015年之后，區塊鏈技術因具有更開闊的商業應用前景而開始脫離之前的場景，受到更為廣泛的注意。區塊鏈的技術系統其實是一套擁有自洽運行邏輯、完整激勵機制和交易功能的開源程序和分布式數字賬本。這個賬本憑借密碼安全的算法驅動，讓所有參與者的交易或其他動作都成為賬本上不斷更新的記錄，以保持總帳本永遠處在最新的完備狀態。因為這樣的技術系統能夠而且只能按照嚴格設定的代碼程序和公開協議進行變動，于是就具有無法主觀篡改、過程公開透明、無法被單一賬戶完全控制等特點，從而“能讓彼此之間缺乏信任基礎的人們，不必依靠中立的權威機構來進行協作”，區塊鏈也被比喻為“一架創造信任的機器”[2]。從科技創新驅動商業發展的角度而言，區塊鏈技術憑借其在技術架構上的獨到之處，不僅能為解決當前海量互聯網用戶數據安全和管理提供有效的探索區塊鏈技術在能源電力領域的應用區塊鏈技術如果能得到良好的發展和應用，必將對能源電力領域產生巨大的推進作用和變革意義，使之朝向靈活多元、合理均衡、清潔環保和高效智能的方向穩步前進。路徑，同時也能以更為高效、合理的方式重塑個人、商業組織等市場主體之間的經濟關系，解決長久以來的一些沉疴和痛點，因而被普遍認為具有巨大的商業潛力。

　　2區塊鏈技術在能源電力領域的應用發展

　　早在2016年初，英國智庫就發布研究報告，建議將區塊鏈列入國家戰略，并推廣應用于能源領域。韓國三星集團和IBM公司開展合作，英國石油公司(BP)、荷蘭皇家殼牌石油公司、法國電力集團(EDF)、日本東京電力公司等全球各地的能源電力企業也都開始投資和試點區塊鏈技術的應用。在全球能源分布不均而經常引發國際沖突、碳排放權日益成為重要趨勢的宏觀背景下，區塊鏈技術在能源電力領域的應用尤其令人矚目[3]。就電力行業的發展趨勢和存在問題而言，主要表現在3個方面。在發電層面，可再生能源對化學能源的比例在不斷增長，不同能源類型之間需要有效消納。同時，單一的集中式大型電源已無法滿足多樣化和精細化的需求，這與發電裝機容量在區域布局上的不合理有關。在輸配層面，電網的產權結構趨于復雜，調度和交易分屬不同企業，而超大型高壓網絡和微型網絡并存的拓撲結構都使不同電網之間的互補互聯以及調度、交易機構之間統籌協調成為難題。在消費層面，生產者也是消費者逐漸成為趨勢，如何打破單向的生產-消費模式，管理未來大量的智能設備，保護生產者/消費者的數據隱私，都是值得探索的問題�？傮w而言，能源電力領域的趨勢和問題大致可以概括為主體厘清、信任管理、價格交易、數據應用這4個方面。對此，區塊鏈技術在能源電力領域的應用，從當前全球范圍內的發展勢頭看，可以有以下幾個著力的方向。

　　第一，建設分布式的能源交易市場。區塊鏈可以讓分布式的能源用戶無縫地將電力賣給附近的消費者，實現真正的本地化能源生產和消費。這種可能存在于小型和本地化的微型電網上，作為大型機構集中化能源生產的一種補充和協調，以完善能力區域布局的均衡性。這一應用在電網外的潛力可能更大。例如，奧地利的初創公司GridSingularity正在發展中國家使用區塊鏈技術探索“現收現付制”太陽能，那里的電網基礎設施相對簡單，監管障礙也更少。

　　第二，區塊鏈技術將驅動更多分布式電網基礎設施的落地普及。能夠作為本地生產者在能源市場上進行安全交易這一點，會吸引更多資源投入賦能分布式電網的技術。具體包括智能電網裝備、物聯網裝備和電動汽車等基礎設施，電網越是分布式的，就越是能可靠、高效地匹配能源供需——包括而不限于發送實時報價信息和減少昂貴的輸配電基礎設施開支等。

　　第三，分布式能源系統的設計。分布式能源系統有四大優勢：一是降低遠程輸電的能源損耗，一般能降低30%的能源損耗;二是不容易受網絡攻擊的影響;三是創造了冗余性，降低自然災害到來時的影響;四是實現能源消費的精細化管理。要實現這4點，可能就需要設計分布式能源在生產、傳輸和消費方面的控制機制，設計運行互聯的智能電表、智能路燈和智能電器等大型物聯網設施的建設。

　　第四，區塊鏈技術的各類精細應用的研究探索。具體包括：從發電到運營傳輸，輔助服務、電力生產管理、安全儲能、分布式電源運維管理等應用;從輸配電到終端，調度自動化、多能統一計量、信息物理系統安全等應用;負荷方面，負載波動穩定性管理、碳市場應用;電力交易和零售方面，分布式能源電力交易系統、電動車充電市場的交易和結算;電網底層控制方面，基于區塊鏈的電網分布式調控技術、社區微電網管理;物聯網智能設備的資產管理和數據管理;等等。這些精細的應用大致可以對應前述的主體厘清、信任管理、價格交易、數據應用這4個方面，如基于區塊鏈技術的智能電網分布式決策和協同自治運行、分布式配網運行模式、局域網儲能系統、需求側響應資源交易、虛擬電廠運行與調度、大用戶直購電交易系統，以及基于區塊鏈技術和物聯網的智能電表監測平臺等。

　　3區塊鏈與能源電力創新發展的未來

　　區塊鏈應用到能源電力行業，仍然存在不少挑戰和制約。首先，從系統建設看，區塊鏈仍然是一個未完成的基礎設施，共識和效率的一致性和可用性很難兩全。其次，物聯網系統還存在很大的空白，很多智能電表的數據也有問題。再次，政策的更新、跨界協同發展和統一監管也是短期的制約因素。但是，從技術驅動變革的角度長遠來看，能源電力領域的巨大市場變革和發展機遇也許將是與物聯網、人工智能、區塊鏈等新興技術共同參與的過程，這種創新不僅是重組式的，也將誕生重大的原生性創新[4]。而且，區塊鏈不僅是提高效率、降低成本、增加安全的通用型技術，同時也是一種能夠協調微觀層面不同主體之間市場化運行的機制性技術。展望未來，區塊鏈技術如果能得到良好的發展和應用，必將對能源電力領域產生巨大的推進作用和變革意義，使之朝向靈活多元、合理均衡、清潔環保和高效智能的方向穩步前進。

　　結束語

　　推動電力行業開展區塊鏈技術研究應用，需要加快形成以點帶面、點面結合的產業化示范應用，同時加強和區塊鏈公司合作交流，培養一批電網區塊鏈復合型人才，以產業化示范應用為依托，制定電力區塊鏈標準，推動業務和創新應用示范落地。

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