关于区块链技术在分布式能源的市场化交易的应用场景思考

发表时间:2021/9/3   来源:《科学与技术》2021年第4月第11期   作者:黄俊强
[导读] 区块链技术起源于中本聪的比特币,作为比特币的底层技术,本质上是一个去中心化
       黄俊强
       中国轻工业广州工程有限公司 广东省广州市 511447
       前言:区块链技术起源于中本聪的比特币,作为比特币的底层技术,本质上是一个去中心化的数据库。区块链是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。区块链技术是一种不依赖第三方、通过自身分布式节点进行网络数据的存储、验证、传递和交流的一种技术方案。基于此,从金融会计的角度,可把区块链技术看成是一种分布式、开放性、去中心化的大型网络记账薄,任何人任何时间都可以采用相同的技术标准加入自己的信息,延伸区块链,持续满足各种需求带来的数据录入需要。因此,笔者思考,若将区块链技术应用于分布式能源系统的市场化交易场景,是否具有可行性和可操作性。
       关键词:区块链;分布式能源;市场化交易
一、区块链的概念定义
       什么是区块链?从科技层面来看,区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题。从应用视角来看,简单来说,区块链是一个分布式的共享账本和数据库,具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”,为区块链创造信任奠定基础。而区块链丰富的应用场景,基本上都基于区块链能够解决信息不对称问题,实现多个主体之间的协作信任与一致行动[1]。
       区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链(Blockchain),是比特币的一个重要概念,它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块[2]。
       比特币白皮书英文原版中其实并未出现blockchain一词,而是使用的chain of blocks。最早的比特币白皮书中文翻译版中,将chain of blocks翻译成了区块链。这是“区块链”这一中文词最早的出现时间。
       国家互联网信息办公室2019年1月10日发布《区块链信息服务管理规定》,自2019年2月15日起施行[3]。
二、分布式能源市场化交易现状
       根据国家发展改革委、国家能源局《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》(发改能源〔2017〕1901号)要求,分布式发电市场化交易的机制是:分布式发电项目单位(含个人)与配电网就近电力用户进行电力交易。
       广东省,特别是粤港澳大湾区,电力需求量大、电网接入条件好、电力用户多样化、分布式发电补贴政策环境佳,现有研究认为配电网交易可以借鉴输电侧市场交易的经验,基于集中式的交易中心构建由代理运营商统一管理的分布式发电上网交易模式。
       传统能源交易本质上采用一种集中式的资源优化决策配置方式,但是却存在高成本、易攻击和隐私信息安全系数低的缺点。与集中式能源交易方式不同,分布式能源交易以新的内涵为中心,体现出如开放式连接、以用户为中心和分布式点对点共享等特点。同时,能源交易过程也体现出能量流、信息流与价值流融合的趋势。
       传统集中式能源交易依赖中心或者第三方机构来构建和维护交易信用,从而产生了高额附加成本。为进一步促进分布式新能源交易的开展,利用新技术来研究和推进分布式能源的市场化交易或辅助传统的集中式能源交易,能有效促进能源互联网背景下分布式能源系统的稳步发展。
三、分布式能源市场化交易的特点
       分布式能源市场化交易主要有如下四个特点:
       1、主体对等
       分布式能源交易中所有实体的分散决策改变了传统能源网络自上而下的集中决策方式。分布式能源网络中的每个实体都可以独立管理自己的能源生产、消费和交易,并参与系统决策自治。
       2、智能互信
       能源和信息可以在分布式能源交易中各个系统模块之间完全互联,每个交易主体都能实现智能互信,同时具有安全性以及经济性。
       3、交易透明
       分布式能源交易主要强调交易过程的自调度和生态化运行,其网络结构对各类主体开放,使交易过程更加透明,为能源行业和其他行业的信息交流与沟通提供平台。
       4、信息共享
       分布式能源交易网络节点之间的共享系统操作和市场交易的信息可以进一步增强优化资源分配的能力。除此之外,为了降低中心或者第三方监管的管理成本,不能篡改分布式能源交易数据。简而言之,分布式能源交易的参与者具有分散、点对点及共同自治的特点,无需第三方机构的信托监管。区块链技术由于其公平性,透明性和分散性,将在分布式能源交易中具有非常广泛的应用前景。
       综上所述,考虑到分布式能源市场化交易特点与区块链技术的特点具有很多相似之处,二者结合的可行性值得研究。
四、区块链技术与分布式能源市场化交易的特征比较
       广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。区块链技术特点包括:主体对等、智能互信、交易透明、信息共享,它与分布式能源交易的特征有较多相似点,如表1,二者能够结合研究。
表1 区块链特征分布式能源交易特征特征匹配性分析
区块链特征    分布式能源
交易特征    特征匹配性分析
去中心化、协同互补    主体对等    区块链各节点权利义务对等与分布式能源交易各主体平等分散决策存在匹配性
开放、互联    智能互信    智能互信区块链各节点协同自治开放互联与分布式能源交易各形式能源高效协同,各交易主体存在匹配性
交易透明、双方匿名    交易透明    区块链运作规则公开透明交易双方匿名与分布式能源交易过程的自调度运行和透明化存在匹配性
不可篡改、可追溯    信息共享    区块链进行全网备份来保证数据无法篡改与分布式能源交易中的信息共享存在匹配性
       五、具体应用的模式机制
       1、基于区块链的分布式发电计量认证应用机制
       计量认证是分布式发电交易结算的基础,计量数据必须真实可靠。区块链交易数据不仅安全透明、不易篡改而且易于追踪,可将其应用于分布式发电计量和认证过程中。
       具体步骤如下:
       (1)基于区块链的分布式发电交易平台与智能电表数据对接;
       (2)分布式发电业主A和用户B进行电量交易,智能电表将实际交易电量数据反馈到区块链交易平台;
       (3)区块链交易平台有一个唯一的交易ID,并加盖时间戳;
       (4)该笔交易记录被加入到计量认证区块链中,不可篡改,为结算缴费提供基础数据;
       (5)用户可以追溯查找任何一笔历史电量交易。
       2、基于区块链的分布式发电智能购电合同应用机制
分布式电源所有者与用户不再需要签署纸质购买合同。交易双方能利用代码对智能购电合同进行编写,使合同成为计算机执行程序,如果满足约定的条件,便可以自动执行。区块链具有的技术特性可确保存储、读取以及执行的整个过程透明、可追溯、不可篡改并且高效。智能购电合同不仅在成本和效率方面存在优势,而且能够避免人为恶意行为干扰合同的正常执行。具体应用方法如下图1:


   
       六、总结
       分布式新能源的渗透使传统的用户实现从消费者到产销者的转变,设计面向分布式主体的市场化交易机制,可以布式能源达到优化配置,是售电侧改革的关键之一。根据分析可知,区块链技术应用到分布式能源市场化交易具备一定的可行性。通过区块链技术的应用,分布式发电市场化交易的市场准入、交易结算、安全校核等关键环节,根据预定义规则编写智能合约,保证交易自动化执行,通过连接本地的能源生产者与消费者,可以减少能源长距离传输需求,消除中心化模型的固有缺陷,有效促进经济社会运行效率的提升。然而,目前区块链技术与分布式发电市场化交易在国内仍是理论研究较多,未来在应用中需要结合分布式发电市场化交易的需求进一步探索适用于分布式交易的共识算法、基于区块链的分布式发电交易模式和区块链应用于分布式交易的效率评价等。
参考文献
[1] 区块链,换道超车的突破口. http://opinion.people.com.cn/n1/2019/1104/c1003-31434810.html
[2] 杨熳. 基于区块链技术的会计模式浅探. 新会计, 2017(9):57-58
[3] 关于区块链信息服务备案管理系统上线的通告.国家互联网信息办公室
http://www.cac.gov.cn/2019-01/28/c_1124053347.html
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