虚拟电厂环境下基于区块链的电力交易方法和系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115908048A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211422263.2(22)申请日2022.11.14(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号(72)发明人周开乐邢恒恒陆信辉(74)专利代理机构北京久诚知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11542专利代理师余罡(51)Int.Cl.G06Q50/06(2012.01)G06Q30/0283(2023.01)G06Q20/40(2012.01)G06Q10/0631(2023.01)G06F16/27(2019.01)权利要求书5页说明书13页附图1页(54)发明名称虚拟电厂环境下基于区块链的电力交易方法和系统(57)摘要本发明提供一种虚拟电厂环境下基于区块链的电力交易方法和系统，涉及区块链技术领域。本发明基于虚拟电厂中用户的初始交易计划，构建多用户与虚拟电厂的非合作博弈模型，确定t时段的用户与虚拟电厂间交易的购电价，售电价和需求响应补偿电价，并根据上述结果确定用户i在t时间段的最终负荷需求、储能设备充电量或放电量、与虚拟电厂运营商交易的购电量或售电量，形成最终的交易方案；根据最终的交易方案，匹配交易双方，生成交易合同并验证。本发明基于区块链的电力交易系统中参与交易的节点向区块链提交的交易信息，可以实时获取供需计划，实时调整发电单元的发电计划，尤其是非可再生能源的电力生产指标，避免无效的产能，提高能源利用率。CN115908048ACN115908048A权利要求书1/5页1.一种虚拟电厂环境下基于区块链的电力交易方法，其特征在于，所述方法包括：S1、基于用户i在t时段的计划负荷需求、分布式能源设备出力预测数据、上一时段储能设备状态，以及上一交易时段的与虚拟电厂交易购电价和售电价，以t时段内用户计划用电成本最小化为目标，优化参与电力交易的用户成本，确定用户与虚拟电厂运营商间交易的计划购电量或售电量以及储能设备计划充电量或放电量，得到用户i在t时段的初始交易计划；S2、基于虚拟电厂中用户的初始交易计划，构建多用户与虚拟电厂的非合作博弈模型，确定t时段的用户与虚拟电厂间交易的购电价，售电价和需求响应补偿电价；S3、根据t时段用户与虚拟电厂间交易的购电价，售电价和需求响应补偿电价，确定用户i在t时间段的最终负荷需求、储能设备充电量或放电量、与虚拟电厂运营商交易的购电量或售电量，形成最终的交易方案；S4、基于t时间段的最终的交易方案，匹配交易双方，生成交易合同并验证。2.如权利要求1所述的虚拟电厂环境下基于区块链的电力交易方法，其特征在于，用户i的计划用电成本函数为：其中：C′i,t表示用户i在t时段的计划成本；表示用户i在t时段与虚拟电厂交易的计划成本；表示用户i在t时段的计划储能成本；表示用户i在t时段的计划可再生能源发电成本；表示用户i的储能单位成本；分别表示用户i在t时段计划储能的状态；表示用户i自身分布式设备出力的单位成本；ηch和ηdis分别表示储能的充电效率和放电效率；表示用户i的储能装置的上限；Ei',t表示用户i在t时段的计划储能电量；2CN115908048A权利要求书2/5页Ei,t‑Δt表示用户i在上一时段的储能电量；和分别表示储能装置在t时段的充放电上限；和分别表示在t时刻储能装置状态的0‑1变量；表示用户i在t时段的分布式设备最大发电量；表示用户i在t时段的计划负荷需求；表示用户i在t时段分布式能源设备出力预测数据；表示上一交易时段的用户与虚拟电厂交易购电价和售电价；表示用户i在t时段与虚拟电厂运营商间交易的计划购电量、售电量；表示用户i在t时段储能设备计划充电量、放电量。3.如权利要求1所述的虚拟电厂环境下基于区块链的电力交易方法，其特征在于，所述非合作博弈模型包括：G＝(L；S；U)式中L、S、U分别表示博弈模型的参与者、策略和效用；参与者指虚拟电厂运行商和提交交易计划的用户节点；策略包括：用户在t时段与虚拟电厂运营商的交易电量，以及虚拟电厂运营商与用户的交易电价；效用包括：用户的效用和虚拟电厂运营商的效用。4.如权利要求3所述的虚拟电厂环境下基于区块链的电力交易方法，其特征在于，用户的效用函数如下：Ui,t＝‑C′i,t虚拟电厂运营商的效用函数如下：其中：表示虚拟电厂在t时段的整体成本；和分别表示参与交易的用户向虚拟电厂的购电成本和售电成本；表示对虚拟电厂内用户参与需求响应补偿的激励成本；表示与电网交易的成本，虚拟电厂运营商的效用函数受到如下约束：3CN115908048A权利要求书3/5页其中：和分别表示虚拟电厂与大电网交易的售电价格和购电价格；表示用户在t时段的可平移负荷；表示用户的在t时段的可削减负荷，i表示用户，N表示