基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价方法及装置

摘要

本发明提供基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价方法，包括以下步骤：建立基于区块链系统的分布式发电单元评价模型；采集配电网分布式发电单元的数据信息；对分布式发电单元的数据信息处理得到分布式发电单元的出力评价值；对分布式发电单元的出力评价值进行排序输出出力评价排序结果；将出力评价排序结果写入区块链系统内。本发明还提出基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价装置。本发明可以为分布式发电能源因随机性及难以预测性所导致的弃能问题提供重要参考，提高以风、光为代表的分布式能源发电消纳程度，从而提高分布式能源消纳水平；评价数据储存在区块链系统内，可以有效的应对由于中心机构导致的信息泄露问题。

说明书

技术领域

本发明涉及电力能源技术领域，具体涉及基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价方法及装置。

背景技术

近年来，在国家政策支持与可持续发展目标引领下，我国分布式光伏发电、储能与电动汽车等分布式能源得到了迅猛发展。与此同时，受电动汽车随机性和可再生能源发电出力波动性、间歇性特性造成的电网弃能问题，已经成为制约我国分布式可再生能源可持续发展的主要瓶颈。由于风能、太阳能等清洁能源具有不连续性、不稳定、不可控等非稳态特性，弃能问题始终伴随并制约着我国清洁能源的发展。另外，风电和太阳能等发电侧成本下降明显，电网侧成本将成为风能和太阳能大规模利用的主要因素。而储能技术作为一种解决清洁能源发电不稳定性的最有效方案，将在很大程度上影响清洁能源的发展潜力。储能作为能源行业的一个重要细分领域，在提升清洁能源利用率、优化电源结构、环境保护等方面具有重要意义。此外，电网中的分布式发电能源随机性强、波动性大、地区分散，大量并入电网会使电网稳定性下降，同时也会促使电网管理成本上升，运行效率下降。

目前对上述存在的问题有以下解决方法：一种是：一种区块链服务评价方法，其评价方法在终端中执行，评价方法包括以下步骤：(1)建立区块链服务评价模型；其中，所述评价模型包括技术要求、服务要求、合规性要求和管理要求；(2)采集待评价的区块链服务项目的信息；其中，所述信息包括技术特性、服务信息、合规性信息和管理信息；(3)将采集的所述信息输入所述评价模型；(4)将所述信息与所述评价模型中的评价要求进行比较；(5)输出评价结果。该发明能够全面的对区块链服务项目进行评价，并通过计算机技术，减少了人为主观因素的干扰，提高了评价的客观程度。另一种是：一种储能促进清洁能源利用价值的综合评价方法，解决了现有技术中以风、光为代表的清洁能源发电并网的技术问题，提高了可再生能源消纳水平。其步骤如下：(1)采用主观筛选法和客观筛选法相结合对初始指标集进行筛选，并通过相关性和可靠性检验筛选后的指标集，获得储能促进清洁能源利用价值评估多维评估指标体系；(2)对储能促进清洁能源利用价值评估多维评估指标体系中的所有指标进行归一化处理，并计算指标的权重；(3)构建被评价对象对应的评判矩阵；(4)根据步骤2中的指标的权重和步骤3中的评判矩阵进行模糊变换，输出被评价对象的评价结果。

上述现有技术中，一种储能促进清洁能源利用价值的综合评价方法的评价系统容易遭受攻击，有信息泄露风险，并且集中式的系统在处理大量事件时运行效率低；对于区块链服务评价方法，虽然针对区块链服务项目进行评价，然而未设计具体的评价算法，使得评价结果不准确。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提供基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价方法及装置。可以对发电单元出力进行评价，评价较好的发电单元代表其出力特性较好，对电网影响较小，对于评价较差的发电单元禁止接入电网。

本发明提供的方案如下：

基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价方法，包括以下步骤：

建立基于区块链系统的分布式发电单元评价模型；

采集配电网分布式发电单元的数据信息；

对分布式发电单元的数据信息处理得到分布式发电单元的出力评价值；

对分布式发电单元的出力评价值进行排序输出出力评价排序结果；

将出力评价排序结果写入区块链系统内。

作为本发明的进一步技术方案为：所述建立基于区块链系统的分布式发电单元评价模型，具体包括：每个分布式发电单元包含智能电表，区块链系统安装于智能电表中，智能电表对分布式发电单元的发电进行控制。

作为本发明的进一步技术方案为：所述区块链系统包括：

文件生成单元，用于生成相关的启动文件，包括证书、创世区块、通道和系统配置文件；

启动节点单元，用于区块链系统的定位和节点启动，包括节点加入通道和锚节点的更新；

安装链码单元，用于安装节点并进行链码的实例化。

作为本发明的进一步技术方案为：所述采集配电网分布式发电单元的数据信息；具体包括：采集各个分布式发电单元发布的发用电信息，所述发用电信息包括时间段内的发电量、预测偏差值、发电后线路损耗值和历史评价结果。

作为本发明的进一步技术方案为：所述对分布式发电单元的数据信息处理得到分布式发电单元的出力评价值；具体包括：

根据可再生能源实际发电值与预测偏差值计算可控性指标；

根据线路网损计算经济性指标；

根据历史评价结果计算可持续性指标；

计算目标契合度指标；

对可控性指标、经济性指标、可持续性指标和契合度指标进行加权求和得到分布式发电单元的最终评估值。

进一步的，所述可控性指标计算如下：

其中，可控性指标主要由两部分组成，第一部分由可再生能源发出的实际功率P

进一步的，所述经济性指标计算如下：

其中，β

进一步的，所述可持续指标计算如下：

其中，R

进一步的，所述目标契合指标计算如下：

其中，ξ

本发明还提出基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价装置，包括：

评价模型单元，用于建立基于区块链系统的分布式发电单元评价模型；

数据采集单元，用于采集配电网分布式发电单元的数据信息；

数据处理单元，用于对分布式发电单元的数据信息处理得到分布式发电单元的出力评价值；

评价排序单元，用于对分布式发电单元的出力评价值进行排序输出出力评价排序结果；

评价结果输出单元，用于将出力评价排序结果写入区块链系统内。

本发明的有益效果为：

本发明将基于区块链技术的评价算法作用于分布式单元发电侧，可以为分布式发电能源因随机性及难以预测性所导致的弃能问题提供重要参考，提高以风、光为代表的分布式能源发电消纳程度，从而提高分布式能源消纳水平。此外，本发明所提出的评价数据储存在区块链系统内，可以有效的应对由于中心机构导致的信息泄露问题。

附图说明

图1为本发明提出的基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价方法流程图；

图2为本发明提出的所述区块链系统结构图；

图3为本发明提出基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价装置结构图。

具体实施方式

以下将结合一种实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明提出的基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价方法流程图；

如图1所示，基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价方法，包括以下步骤：

步骤101，建立基于区块链系统的分布式发电单元评价模型；

步骤102，采集配电网分布式发电单元的数据信息；

步骤103，对分布式发电单元的数据信息处理得到分布式发电单元的出力评价值；

步骤104，对分布式发电单元的出力评价值进行排序输出出力评价排序结果；

步骤105，将出力评价排序结果写入区块链系统内。

本发明实施例中，建立基于区块链系统的分布式发电单元评价模型，其中，所述评价模型包括技术要求、评价要求；采集配电网分布式发电单元的数据信息包括：线路潮流约束信息、节点发用电数据信息、损耗信息和节点数目信息；本发明实施例中，评价算法在Ubuntu 系统终端中执行。

在步骤101中，建立基于区块链系统的分布式发电单元评价模型，具体包括：每个分布式发电单元包含智能电表，区块链系统安装于智能电表中，智能电表对分布式发电单元的发电进行控制。

参见图2，其中，区块链系统包括：

文件生成单元111，用于生成相关的启动文件，包括证书、创世区块、通道和系统配置文件；

启动节点单元112，用于区块链系统的定位和节点启动，包括节点加入通道和锚节点的更新；

安装链码单元113，用于安装节点并进行链码的实例化。

本发明实施例中，文件生成单元用于启动区块链系统，区块链系统启动完成后，代表着分布式发电单元的节点需要启动，锚节点用于区块链系统定位，区块链系统内，链码实例化后才能在分布式发电单元上使用。

本发明实施例中，文件生成，节点加入通道，安装链码，实例化链码等过程都是通过终端输入操作命令实现的。例如文件生成的命令为：sudo cryptogen generate --config＝./crypto-config.yaml；节点加入通道：peer channel join-b $CHANNEL_NAME.block>&log.txt；实例化链码：peer chaincode instantiat。

在步骤102中，采集配电网分布式发电单元的数据信息；具体包括：采集各个分布式发电单元发布的发用电信息，所述发用电信息包括时间段内的发电量、预测偏差值、发电后线路损耗值和历史评价结果。

本发明实施例中，发用电信息分别针对可控性、经济性、可持续发展性和目标契合性四重角度进行采集。

(1)可控性：可控性针对单元发布的能量数目需求进行评估，这个标准评估需要考虑两个方面，分布式单元自身提供的能量容量与容量差值，分布式能源发展导致产生的产消者主要出售可再生能源，在衡量可再生能源属性的最为广泛的指标就是容量信用度，由可再生能源实际发电值与预测偏差值组成。

(2)经济性：此项信息针对实际物理约束。区块链系统下每个节点可以在本地数据库储存好实际线路参数，包括线路阻抗与导纳。在进行分布式能源出力评价时，所考虑的经济性指标主要是线路网损方面。多数能源交易情况下，传输距离与能源损耗往往存在着正比例的关系，能量传输距离越远其能源损耗越高，因此促进近距离的能量交易往往可以实现更加优秀的线路损耗。

(3)可持续性：由于分布式可再生能源的发力特性受到随机性较强的风力，光伏等属性的影响，使用长期历史数据的评估比短期内数据评估更加准确。此要求正与区块链特性相适应。区块链会记录区块链系统产消者所有的历史数据，每个区块都代表着某段时间内记录内容，而整个区块链正是记录了可再生能源节点的所有历史数据。此项标准记录了产消者之前交易的评估值。

(4)目标契合性：针对可再生能源发电而言，当今社会鼓励和引导用户使用可再生能源来代替传统不可再生资源进行发电。对于某些以绿色发电目标为主导的分布式单元来说，其目标为尽可能多的可再生能源发电量。

分布式发电单元的出力是指发电单元单位时间内输出的能量。又称为发电单元输出功率。发电单元24小时出力的平均值称为日平均出力。在一日内，出力随时间的积分值就是发电单元日发电量，出力信息包括单元输出功率值与偏差值。

在步骤103中，对分布式发电单元的数据信息处理得到分布式发电单元的出力评价值；具体包括：

根据可再生能源实际发电值与预测偏差值计算可控性指标；

根据线路网损计算经济性指标；

根据历史评价结果计算可持续性指标；

计算目标契合度指标；

对可控性指标、经济性指标、可持续性指标和契合度指标进行加权求和得到分布式发电单元的最终评估值。

本发明实施例中，分布式发电单元节点的预测发电信息作为本发明提出的权重评估算法的输入数据。权重评估算法根据对本发明评估指标体系中的所有指标进行评估，计算出各个评估指标值进行加和。

本发明实施例中，可控性指标计算如下：

其中，可控性指标主要由两部分组成，第一部分由可再生能源发出的实际功率P

对于可控性指标，计算出各个分布式单元预测发电值所占权重，偏差值所占权重，每个分布式发电单元的可控性指标评价结果为预测发电值乘以评估权重减去偏差值乘以所占权重。

其中，经济性指标计算如下：

其中，β

可持续指标计算如下：

其中，R

目标契合指标计算如下：

其中，ξ

本发明实施例中，使用区块链系统开发平台，使用的为分布式数据库，不可篡改，数据可信任。可以解决信息安全问题。同时其分布式特点可使得该系统能用于处理分布式特性的发电单元消纳问题。针对配电网分布式单元评价设计了权重评估算法，综合考虑了可控性、经济性、可持续发展性、目标契合性四重评估标准，有效的解决了评估算法缺失导致的分布式单元评价不准确问题。

参见图3，本发明还提出基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价装置，包括：

评价模型单元201，用于建立基于区块链系统的分布式发电单元评价模型；

数据采集单元202，用于采集配电网分布式发电单元的数据信息；

数据处理单元203，用于对分布式发电单元的数据信息处理得到分布式发电单元的出力评价值；

评价排序单元204，用于对分布式发电单元的出力评价值进行排序输出出力评价排序结果；

评价结果输出单元205，用于将出力评价排序结果写入区块链系统内。

本实施例中，基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价装置，通过前述对基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中基于区块链的配电网分布式发电单元出力评价装置，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

本发明实施例中，能源类型可分为火力发电，水力发电，光伏发电，风力发电等；绿色能源指可再生能源和清洁能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能(沼气)、海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此，可再生能源的开发利用，日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。在实际应用中，具体权重数值可以根据实际需求而调整。如提高清洁能源的权重，可以促使绿色能源比重增加。

根据每项指标计算指标的权重并加和，得到分布式发电单元的最终评估值，并此类评估值将作为下次评估算法输入值使用。根据分布式发电单元评估值与分布式发电单元数目进行排序。

根据每项指标计算指标的权重并加和，得到分布式发电单元的最终评估值。例如某次评估后，分布式发电单元一号评估值为1，分布式单元二号评估值为1.14，分布式发电单元三号评估值为0.85。排序结果为分布式单元二号第一，分布式单元一号排名第二，分布式单元三号排名第三。

例如：只考虑可控性，经济性，可持续发展性三个指标，根据上述指标公式可以计算得到权重值向量。a

b

c

加和得到最终的评估结果：

T

则分布式单元一号排序第二，分布式单元二号排序第一，分布式单元三号排序第三。评价较好的发电单元代表其出力特性较好，对电网影响较小，对于评价较差的发电单元禁止接入电网。因此可以对配电网中分布式发电单元的消纳起到促进作用。此外，分布式单元推荐次序越靠前，对电网进行控制调整时的优先级也越高。通过确立高评估值标准，形成能源高效益驱动和激励，通过对评价结果以及相关政策可以及时反馈调整系统，有效提升资源配置能力。将上述计算出来的评估值通过智能合约写入区块链内，记录下来供下次评估使用。

本发明将基于区块链技术的评价算法作用于分布式单元发电侧，可以为分布式发电能源因随机性及难以预测性所导致的弃能问题提供重要参考，提高以风、光为代表的分布式能源发电消纳程度，从而提高分布式能源消纳水平。此外，本发明所提出的评价数据储存在区块链系统内，可以有效的应对由于中心机构导致的信息泄露问题。

以上对本发明进行了详细介绍，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。