區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)電力市場(chǎng)，可優(yōu)化交易決策

近年來，主動(dòng)配電網(wǎng)（Active Distribution Net- work, ADN）成為智能配電網(wǎng)未來重要的發(fā)展模式和方向，在其優(yōu)化調(diào)度和能量管理方面學(xué)者已進(jìn)行了大量研究工作。在目前的調(diào)度模式中，通常主動(dòng)配電網(wǎng)對(duì)分布式電源具有絕對(duì)調(diào)度權(quán)，同時(shí)優(yōu)化目標(biāo)大都選取主動(dòng)配電網(wǎng)利益。

隨著我國(guó)電力體制改革進(jìn)一步深化，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)方式逐漸向市場(chǎng)化轉(zhuǎn)變。配電網(wǎng)中大量的分布式電源由新能源供應(yīng)商投資建設(shè)，可獨(dú)立地向用戶供電。同時(shí)，各類需求側(cè)響應(yīng)資源通過負(fù)荷聚合商的整合，不僅可以有效地發(fā)掘負(fù)荷資源，還可以提供市場(chǎng)需要的輔助服務(wù)產(chǎn)品。這些機(jī)構(gòu)在主動(dòng)配電網(wǎng)中形成了獨(dú)立的利益主體，其運(yùn)行需考慮自身收益。因此，僅站在電網(wǎng)利益角度考慮的調(diào)度模式將不能適應(yīng)目前主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行的新環(huán)境。

在深化改革后的電力市場(chǎng)，相關(guān)利益主體增多、交易種類多樣化、合同規(guī)則復(fù)雜化，對(duì)交易結(jié)算的管理及數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)防范都提出了更高要求。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”新業(yè)態(tài)的發(fā)展，區(qū)塊鏈作為一種新型的信息化技術(shù)，能夠?qū)邆鋽?shù)字化能力的業(yè)務(wù)系統(tǒng)交易提供重要支撐。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)在近年來逐漸被引入到能源系統(tǒng)中。

有學(xué)者基于分布式安全框架，提出了多種區(qū)塊鏈技術(shù)的實(shí)際使用場(chǎng)景。有學(xué)者則基于區(qū)塊鏈的基本架構(gòu)和特征，對(duì)區(qū)塊鏈在能源系統(tǒng)中的應(yīng)用方式進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，并對(duì)其在電力體制改革中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

在此基礎(chǔ)上，有學(xué)者初步探索了區(qū)塊鏈框架下能源互聯(lián)網(wǎng)多模塊協(xié)同自治模式，并提出了區(qū)塊鏈框架下能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。以上研究大都是從應(yīng)用模式和整體框架上對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)在能源系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探索和分析，較少涉及到具體問題的解決。

在以上研究的基礎(chǔ)上，有學(xué)者從信息公開透明化、去中心化、動(dòng)態(tài)化、安全性和獎(jiǎng)懲機(jī)制五個(gè)方面分析了區(qū)塊鏈技術(shù)與電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)博弈之間的契合關(guān)系，并建立了區(qū)塊鏈技術(shù)下局域多微電網(wǎng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)博弈模型，對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)在電力市場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用模式進(jìn)行了探索。

與此同時(shí)，在市場(chǎng)環(huán)境下各電力交易主體共同參與主動(dòng)配電網(wǎng)電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，其運(yùn)營(yíng)目標(biāo)通常為自身收益高。博弈論作為一種先進(jìn)的優(yōu)化工具，為多決策主體優(yōu)化問題提供了新的解決途徑，其在電力市場(chǎng)中的應(yīng)用已具有一定的研究基礎(chǔ)。

有學(xué)者利用非合作靜態(tài)博弈模型，研究了電網(wǎng)公司、新增供電實(shí)體與用戶之間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。有學(xué)者在考慮需求側(cè)響應(yīng)的同時(shí)，建立了主動(dòng)配電網(wǎng)多利益主體完全信息動(dòng)態(tài)博弈模型。有學(xué)者引入多代理系統(tǒng)，建立了電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、能源供應(yīng)商和用戶之間的合作博弈模型。有學(xué)者則針對(duì)光伏微電網(wǎng)群，提出了一種基于合作博弈的電力市場(chǎng)交易模型。

在此基礎(chǔ)上，研究者還對(duì)傳統(tǒng)博弈論進(jìn)行了延展，如有學(xué)者采用主從博弈模型研究了多個(gè)發(fā)電商與多個(gè)大用戶之間的雙邊合同交易。有學(xué)者則引入灰色理論，建立了電力市場(chǎng)輔助報(bào)價(jià)決策的灰色博弈模型。

上述博弈模型均是在假定決策參與人具有完全理性的前提下進(jìn)行的，事實(shí)上，對(duì)于實(shí)際電力市場(chǎng)博弈而言，各種隨機(jī)因素都會(huì)影響到實(shí)施策略，博弈決策參與人往往僅具有有限理性。在此背景下，演化博弈論逐漸應(yīng)用于電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)分析。

有學(xué)者基于演化博弈理論，分析了發(fā)電商在競(jìng)價(jià)過程中競(jìng)價(jià)策略的動(dòng)態(tài)演化過程及其演化穩(wěn)定策略。有學(xué)者將演化博弈理論和協(xié)同進(jìn)化算法相結(jié)合，分析了微網(wǎng)和配電網(wǎng)互動(dòng)運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。然而，利用演化博弈論分析主動(dòng)配電網(wǎng)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)制的研究并不多見，同時(shí)用以求解演化博弈模型的算法仍有待進(jìn)一步研究。

因此，為了解決傳統(tǒng)電力交易模式中存在的交易數(shù)據(jù)集中化、監(jiān)管機(jī)構(gòu)中心化等問題，華中科技大學(xué)等單位的研究人員將區(qū)塊鏈技術(shù)引入到主動(dòng)配電網(wǎng)電力交易中，并運(yùn)用演化博弈理論，研究各電力交易主體間的合作演化策略，以實(shí)現(xiàn)各主體收益的優(yōu)化。

引入聯(lián)盟區(qū)塊鏈，分析了其與主動(dòng)配電網(wǎng)電力交易的契合關(guān)系，同時(shí)建立了基于聯(lián)盟區(qū)塊鏈的電力市場(chǎng)交易體系。在此交易體系下，分析了主動(dòng)配電網(wǎng)電力市場(chǎng)各交易主體的收益/成本模型，進(jìn)而建立了同時(shí)包含信息交互和決策優(yōu)化的主動(dòng)配電網(wǎng)電力市場(chǎng)整體交易模型，并詳細(xì)研究了各主體之間的認(rèn)證及交易過程。采用基于分解的多目標(biāo)進(jìn)化算法對(duì)模型進(jìn)行了求解。所提聯(lián)盟鏈框架下主動(dòng)配電網(wǎng)電力交易主體合作演化策略，不僅可實(shí)現(xiàn)交易數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)并無需設(shè)置第三方監(jiān)管機(jī)構(gòu)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)各主體間利益的合理分配。

算例結(jié)果表明，該模型可反映配電網(wǎng)各電力交易主體市場(chǎng)行為的動(dòng)態(tài)演化過程，所得優(yōu)化策略可作為電力交易中智能合約生成的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟鏈框架下主動(dòng)配電網(wǎng)電力交易的決策優(yōu)化。

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