区块链和能源互联网的“诗和远方”

上期回顾

区块链可以帮助分布式能源系统克服当前存在的一系列的行业痛点,从而使分布式能源的方案能够真正地大规模落地。

为什么区块链可以起作用?

要了解区块链在其中所起的作用,首先要知道“能源互联网”这个词。

这个词是由远景能源提出。实现能源互联网需要大数据分析技术、物联网技术,现在看来还必须区块链技术的同步发展来匹配,它是一个集能源采集、线上分配、流量数据分析、负荷和发电预测、智能管控等于一体的综合性闭环式网络。

联合国峰会上也提到了“能源互联网”这一概念,并宣称中国将大力发展能源互联网,这是中国应对全球不可再生能源的过度消耗、能源的利用率低下和能源的分配不合理等现状所做出的战略性举措。

中国不仅要在国内大力发展能源互联网,并且要通过与周边国家特别是“一带一路”沿线国家的能源互联互通建设,实现更大范围的能源互联网建设。发展能源互联网,至少可以带来以下诸多方面的好处:

1)实现互联网技术和大数据支持下的智慧能源发展,让能源的使用量化、精细化,从而大大提高能源的利用率;

2)能源互联网技术可以倒逼能源行业改革,可有望打破能源尤其是电价的垄断,使能源价格回归合理区间;

3)能源互联网是一个开放式网络,任何节点同等重要,攻击其中一个节点并不会对其他节点的正常运作造成什么影响。这使得因为变电站或者大型变压器因为某种原因(例如天气、恶意破坏、地震、火灾等)损坏时所导致的大面积停电事故,从而给正常的生产生活带来无可估量的损失这种情况,不再可能上演;

4)能源互联网需要的硬件和软件支持相对于传统能源供应系统来说更多,例如物联网传感器的制造和维修,能源数据分析和能源决策。用户既是消费者同时也是供应者。这上述种种对于带动该行业和所涉及到的周边产业就业是一个非常大的帮助。

发展能源互联网符合发展智慧经济,培育新动能,实现绿水青山就是金山银山的新发展理念。而笔者认为,在这一过程中,区块链技术将会发挥举足轻重的作用。

区块链强大的分布式算法,保证能源互联网全网数据同步,通过功能维度、对象维度和属性维度来最大程度匹配能源互联网的特点。能源互联网在交易计价、风险测量和结算等方面目前存在严重的技术瓶颈,区块链也将有望为这些问题的解决提供参考方法。所以重点来叙述一下使用区块链技术在分布式能源上各方面的问题。

首先,区块链可以保存能源互联网的重要参数的数据,例如用电数据、调度数据、发电设备的运行情况等。

其次,区块链能够保障能源互联网用配电的分散化决策。分散化决策取决于能源互联网各个功能模块的互相协调,确保整个系统始终处于高效运转的水平上,这称为多模块协同自治。

分布式能源中的主要模块有三个,分别是能源利用模块、输变电模块和能量的供应模块。做好这三个模块的协同自治,需要借助区块链的底层加密技术原理和挖矿原理。各个模块基于PoW(工作量证明)的共识机制,实现最优运行策略。我们把这一过程称之为“链式优化”

链式优化的表现是如下几点:

1)利用对用能数据处理基础上的电价和成本优化;

2)电能、水能、天然气等多能源调度的优化;

3)从各主体的能源传输网络潮流优化策略中选出最优的那个;

4)利用区块链挖矿时的奖励机制,对某时段能源利用、传输与供应等环节的最优模块进行奖励。这种奖励是目的除了是让各个功能模块积极提供各自的算力(借助电力消耗和优质配置的软硬件等),也可以让各个模块最优化各自的策略。

区块链上的能源交易不涉及到共同对手方的问题,因此很大程度上解决了交易信任度,降低了信用风险,也提高了能源交易主体的公信力(链上的公信力)。

请注意跟比特币的区块链有本质区别但又很相似的是,区块链上的能源交易形成形形色色的“能源区块”,这些数据包括上述提到的用电数据、调度数据、发电设备的运行情况等都封装起来,保存在链上,这些数据一旦上链即具有不可篡改性、可追溯性和非对称加密特性。

我们从技术角度对区块链技术原理应用到分布式能源的合理性和可行性进行了一定阐述,但到目前为止区块链的使用还停留在实验室阶段,离大规模的商用尚需时日来检验。而理论上的分析在实际应用中可能有不尽如人意的地方。未来随着分布式能源配套的软硬件技术的逐渐成熟,系统搭建所需条件的可获得性增强,以及物联网技术、人工智能技术的进一步完善,区块链+分布式能源的市场优势有可能一夜之间为广大用户所接受。

原文发布于微信公众号 - 指旺研究院(zwfintech)

原文发表时间:2017-12-14

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