方案介绍 ·

传统的发电站，例如火电站，在发电时为应对不断频繁波动的负荷，采用了中心化的自动发电控制和自动经济调度技术。通过该技术实现了在一定负荷波动范围内，多个发电站的多个机组可以基于负荷变化自动协调机组发电功率，下调功率的发电厂也会获得相应的补偿，在平衡源荷端的同时保证了各方利益的公平分配。

而新能源发电站，例如分布式光伏电站，大多分散且缺乏统一协调，并且在发电时，发电功率依赖于自然现象，受不可控因素的影响，难以主动调节。为保证源荷端的平衡稳定，需要探索通过统一协调新能源发电站和调整用户侧的负荷实现源荷端的平衡，在维持电网稳定运行的同时保证效率和经济性。

（1）资源有效利用，提高整体效率。区块链技术的全网计算能力大部分用来维持其自身内部的运营，即用于内部的竞争式计算，对外输出的计算能力并不强。而虚拟电厂需要处理大量交互的数据信息，对信息的实时性要求较高。因此，当区块链技术应用于虚拟电厂时，需对区块链技术进行一定改进，建立数据更新频率更高、数据传输更快的技术体系以及更高效的共识机制等。同时，为了保证系统的去中心化和安全可靠运行，区块链中的所有区块需掌握系统内的所有数据信息。然而，随着虚拟电厂中分布式能源逐渐增多，系统中所承载的数据信息也逐渐增长，这与单个区块存储容量限制之间将会产生矛盾。当区块链技术应用于虚拟电厂时，需在运行效率与资源的合理性方面找到平衡点，从而在保证较快的运行效率的同时尽量减少资源的浪费。

（2）激励机制保证生态运转。区块链技术可实现智能合同的签署及自动执行，保障了智能合同的执行力和可靠性，这有助于虚拟电厂之间以及虚拟电厂与其他用户之间交易的顺利进行。然而区块链技术存在智能合约责任主体缺失问题，其构建的智能合约的主体往往是虚拟账户，导致在合同授权、违约责任方的追责上出现缺少责任主体的问题。

但当区块链技术应用于虚拟电厂时，虚拟电厂的内部各分布式能源是具体实体，可采用激励政策保证合约的有效执行，以及通过惩罚机制来避免出现违约的情况。同时，在各分布式能源加入虚拟电厂时，进行数字身份认证，保证每个分布式能源都能在系统中被寻找到，从而有效避免了区块链技术在智能合约方面的责任主体缺失问题，保证了智能合约的完善性及执行的可靠性。

功能特点 ·

（1）分布式数据治理。使用区块链聚合发电数据、储能数据和用电数据。发电站，如分布式光伏站等，以节点的形式加入到区块链中，注册自身发电功率、可控发电功率范围、预测发电量等数据，共享发电相关数据。储能设施，如水电站、储能站等，也以节点的形式加入到区块链中，并注册自身的储电能力、放电能力等数据，共享储能相关数据。用户侧的可控负载则通过物联网设备以节点或轻节点的形式加入到区块链中，并注册自身用电功率，共享自身的用电计划和可控负荷等数据。

（2）数字身份认证。每一个区块链节点、轻节点、物联网设备和用户都将会获得一个数字身份，用于在虚拟电厂中识别身份和数据确权。

（3）协调算法固化。通过智能合约部署统一协调算法，实现源储荷三端平衡。统一协调算法旨在基于链上的发电数据、储能数据和用电数据计算当电力供给端或电力负荷端出现波动时应当协调的发电站发电功率和用户侧可控负荷。例如当新能源发电端的功率下降时，智能合约基于链上的数据，下调或关闭用户侧可控负荷，同时向AGC系统发送指令上调发电功率以进行最终补偿。

（4）用户激励。当用户侧可控负荷和发电端参与协调时，将会记录参与协调的物联网设备的数字身份、协调功率等数据，并基于该数据按照一定周期给予奖励、绿色凭证或可再生能源消纳凭证。

● ● ● 图1-1 平台总体架构图

系统的整体架构如图1-1所示。感知层主要包括智能电表等智能终端；网络层包括边缘计算网关，智能终端会把数据传给边缘计算网关，一个边缘计算网关下面可对1个或多个智能监控终端；IOT云平台承载了所有的边缘计算网关、链接、应用分发和处理，负责相关的数据存储和计算；应用服务层包括各虚拟电厂运营商用户。

应用成效 ·

基于区块链的虚拟电厂可以使电力体系中的源、网、荷、储四端更好地进行协同。

（1）实现源网荷储统一协调。通过使用区块链智能合约部署的统一协调算法和区块链中的深度感知数据，保证整个虚拟电厂中每一个节点的最终决策都是全局最优决策，并通过共识机制保证不同节点之间决策的一致性，整合了可再生能源发电资源，最终形成多能互补的虚拟电厂。

（2）高效打通源网荷储终端。通过使用区块链技术作为基础，每个源网荷储终端只需要将自身系统与区块链进行对接即可，无需对接其他所有终端。在技术层面上简化了对接工作，提高对接效率。

（3）协调决策透明可信。由于区块链中的协调决策经所有节点共识，并对所有参与方公开，任何一个节点均可获取决策流程、结果和执行情况，保证了每一个决策的透明度和可信度。

（4）协调记录不可篡改。由于所有的协调记录保存在区块链中，任何一个节点无法根据自身利益篡改记录，保证了基于协调记录发放奖励、绿证和可再生能源消纳凭证时的可靠性与权威性。

（5）保证发电数据可信可用。由于源网荷储终端均采用了分布式数据身份认证与确权技术，发电用电数据上传至区块链之前，终端将会使用自身内部存储的私钥对数据进行签名。上传至区块链上的发电用电数据均可使用终端的公钥来验证数据的真实性，保证了发电用电数据的可信度。

（6）赋能监管。监管机构作为区块链网络中的节点之一，可以获得网络中的所有真实数据，实现穿透式监管。此外，监管机构也可将监管条例写入智能合约中进行执行，使监管更加高效透明。

本位节选自：《电力信息技术产业发展报告2020——区块链分册》

报告内容提要

随着“云大物移智链”等新一代信息通信技术的快速发展，能源革命与数字革命相融并进，电力企业正加速向数字化转型。在新型基础设施建设和电力企业数字新基建的推动下，电力信息通信领域的科技创新不断涌现，作为电力信息通信领域的专业研究机构，EPTC信通智库推出《电力网络安全技术产业发展报告2020》，本报告围绕电力行业数字化、网络化、智能化转型升级，聚焦大数据、人工智能、区块链专业方向，从宏观政策环境、技术产业发展现状及存在的问题、业务应用需求及典型业务应用场景、关键技术研发方向、基于专利的企业创新力研究、创新产品与创新应用解决方案、技术产业发展建议等方面展开研究，以技术结合实际案例的形式多视角、全方位展现信息技术和电力行业融合发展带来的创新和变革，为电力行业向能源互联网转型以及融合创新提供重要参考依据。

本报告能够帮助读者了解电力信息技术产业发展现状和趋势，给电力工作者和其他行业信息技术相关工作的研究人员和技术人员在工作中带来新的启发和认识。

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电力信息技术产业发展报告2020

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