基于區塊鏈的共享儲能應用平臺
1、 單位簡介
國網青海省電力公司：國網青海省電力公司成立于2002年，是國家電網有限公司全額出資的有限責任公司，以建設運營電網為核心業務，承擔著保障安全、經濟、清潔、可持續的電力供應的基本使命，供電面積62.2萬平方公里。公司注冊資本142.76億元，資產總額432.32億元，下屬20個職能部門、8家地市公司、10家業務支撐單位，共有職工7930人。公司連續5年保持“青海企業50強”第二名。
深圳前海益鏈網絡科技有限公司：益鏈科技是一家聚焦于“區塊鏈+產業”，定位于利用區塊鏈技術及服務，結合行業需求，整合金融等相關資源，推動場景創新及行業生態聚變的科技公司。公司擁有自主產權的區塊鏈底層技術，核心團隊來自華為、英特爾、百度、國泰君安等業內領先企業。公司已在基于區塊鏈增信的供應鏈金融，溯源防偽，普惠金融，可視化政務治理，智慧能源交易，公益，體育等不同領域落地諸多創新場景。公司致力于區塊鏈技術及相關產業級應用開發，已申請數十項中國發明專利以及國際發明專利。
2、 引言（介紹項目現在的背景）
作為我國新能源最為豐富的地區之一，青海省新能源行業發展處于國內各省市區前列。截至2019年12月，青海省電力裝機容量達到3182萬千瓦，其中太陽能、風電裝機分別為1119萬千瓦和487萬千瓦，新能源已成為青海第一大電源，目前裝機占比已達到全省裝機的50.5%。然而，與傳統的火力、水力發電方式相比，風電、光伏等可再生能源出力具有間歇性、波動性和隨機性，受天氣條件的影響大，出力可調控能力差，短時間內極易出現功率過剩或缺額現象，給電網規劃與調度運行帶來挑戰。儲能是解決青海省新能源發電和負荷用電時空不匹配的絕佳手段，它能夠將電力生產和消費在時間上進行解耦，使得傳統實時平衡的“剛性”電力系統變得“柔性”。 共享儲能是在能源互聯網背景下產生的新一代儲能理念，具有分布廣泛、應用靈活的優點，可以有效提升高滲透率下電網的穩定特性和對新能源的消納能力，目前已成為能源互聯網框架中儲能應用的重要研究方向之一。
當前，共享儲能尚處于起步階段，針對共享儲能交易運行技術的系統性研究還有待開展。一是研究能夠配合電力系統調度以及新能源電量交易的共享儲能交易機制，考慮峰谷電價和新能源補貼政策影響，構建適用于源、網、荷側不同商業運營環境下的共享儲能交易模型；二是解決共享儲能的市場化交易公信力、市場交易結果精確區分和控制等問題，提高共享儲能交易的公平性、透明性。區塊鏈技術作為一種新型的分布式數據庫技術，能夠支持海量用戶的點對點交易，以智能合約的形式自動執行交易結果的清分結算，成為共享儲能交易運行的支撐技術，實現可信能源交易。
3、 案例情況概述
儲能作為一項新興主體，在陸續出臺的政策中逐漸被列為電力市場的參與主體，為儲能實現商業化運行、充分發揮其可提供多種類服務的潛力提供了可能。通過研究并實現基于區塊鏈的共享儲能運營管理平臺，應用區塊鏈的三大功能包括數據存證、智能合約和數字通證，保障參與電力市場交易的用戶的交易合法、安全、有效性，助力青海電力市場化交易實現“公開、公平、公正”的三公目標。區塊鏈上數據不可篡改的特性可以確保鏈上數據的真實可信，自帶的多方參與的屬性可以實現數據的安全快捷的共享，通過把鏈上數據開放給政府、監管機構和用戶來提高數據的公信力和使用價值；基于存證數據編寫清分結算的智能合約，任何參與方可以核實以智能合約的形式實現的清分結算規則，檢測清分結算的結果，保障清分結算的透明、可信；通過發行數字通證對清分結算的結果進行記賬，既可以保證賬目的清晰、安全、可追溯，又推動了電費資產的數字化，為未來開展更廣闊的金融服務奠定基礎。
4、 行業痛點和解決思路
行業痛點：
當前，能源轉型勢在必行，新能源發展如日中天。然而，受其發電波動性強的影響，新能源消納成為全球亟需突破的難題。青海作為我國新能源裝機占比最高的省份，也面臨著同樣的困惑，特別是2020年由青海送出的全國首條清潔能源特高壓通道建成后，電量組織存在諸多難題亟待解決。青海省新能源電站發展起步早，目前是全國新能源裝機占比最高的省域電網，棄電問題日趨嚴重，2019年新能源棄電率指標達到5.8%。
解決思路：
在能源互聯網背景下，青海新能源成為發電主體，而儲能系統具有靈活充放電能力，共享儲能的推廣應用將為減少新能源棄電，提升新能源消納能力，提供很好解決方案。但儲能系統的成本效益、價格響應等涉及的因素繁多，儲能的市場和價格機制不完善，因此需要開發新的能源管理系統和分布式控制策略，進一步探索儲能資源參與大規模新能源消納的商業模式和價格激勵機制，構建開放、共享、透明、公開的市場化交易環境，為更多儲能企業參與輔助服務交易提供便利。
我們將區塊鏈技術引入新能源輔助服務交易，搭建了以省電力調控中心為盟主的共享儲能調峰市場交易聯盟鏈，著力解決儲能調峰交易結果數據存證、智能合約清分結算和財務通證記賬以及電費資產證券化的問題，提升市場交易的公信力。
基于區塊鏈的新能源數據存證流程：交易執行合約和結果作為交易憑據在區塊鏈平臺完成存證，依托智能合約完成交易清分和結算，查詢分析。保證了交易從組織申報、出清、執行、清分、結算各個環節的安全、透明、可信。
交易量價信息上傳到區塊鏈進行存證，使用智能合約進行清分結算，得到最終的計費信息，計費信息就是在一段時間內各個電廠應該獲得的收益，或者是用戶需要支付的資金，也可以直接將計費信息上鏈存證。在區塊鏈上可以發行通證，分別表示應付和應收，根據計費信息，利用通證轉賬的智能合約最終把通證轉移給不同的市場主體。
5、 （業務優化）使用區塊鏈前后的業務邏輯對比/優化
應用區塊鏈后的業務流程
共享儲能系統作為新型儲能應用、信息物理融合、多元市場融合的“互聯網+”智慧能源產物，需要建立快速、公開、透明、安全的運營交易體系，從而實現“儲能共享、多能協同、信息對稱、供需分散、系統扁平、交易開放”等功能。而按照傳統交易規則設計的共享運營交易平臺在解決多主體間的可信認證、交易的安全性、賬本記錄與追溯等方面存在一定的技術限制，無法滿足現有交易的需求。
區塊鏈技術本身就在革新傳統的多方交易模式，以保障信任為核心，促進交易、認證等多方面高效運行。因此，在考慮國網公司內部網絡安全的前提下，以泛在電力物聯網建設為契機，通過實踐基于區塊鏈技術共享儲能系統商業運營與交易模式的應用。構建基于區塊鏈聯盟鏈架構下共享儲能用戶、新能源發電商、服務供應商等多主體間交易體系，并針對共享儲能運營交易中的可信認證、交易執行、對賬出清、結算支付、分布式數據存儲與數據分析、賬本記錄與追溯、用戶隱私保護、用戶分級等問題，構建合理的共享儲能交易規則，基于區塊鏈平臺完成相應功能實踐應用。
6、 應用成果
基于區塊鏈技術的儲能調峰市場化交易平臺從2019年6月18日正式啟動試運行。截止2019年12月底，累計組織儲能參與調峰市場化交易充電電量1648萬千瓦時，放電電量1286萬千瓦時，區塊鏈交易存證數據上千萬條，為促進新能源消納發揮了重要作用。這是新能源在全國落地實踐的重要里程碑，國資委、能源局紛紛報道。
為何采用區塊鏈技術，說明區塊鏈在其中的不可替代性
（1） 融合區塊鏈加密技術、智能合約和共識機制，將新能源受阻電力、電量與儲能系統接收電力、電量通過信息技術采集過程記錄在區塊鏈上，可視化、可追溯；
（2）優化了源儲兩端電力、電量、電價難以精準區分、匹配的難題。基于區塊鏈底層實現具有配合能量調度、新能源電量交易統計等功能的系統，優化了新能源電廠和儲能電站的快速撮合交易實施難度大的問題，保證了交易數據安全管理、共享和對等可信傳輸；
（3）區塊鏈的融入使各參與方共享數據更加安全、方便、可信。數據所有權明確：所有數據都是通過各自的節點上傳，再由區塊鏈同步各節點上傳的數據，由于區塊鏈上的數據無法篡改，所以數據所有權在上鏈的那一刻就得到了確定；
（4）由于其他各方所傳的數據所有權明確，可以對上傳數據進行交叉驗證，及時的發現異常數據，避免不必要的糾紛，數據交叉驗證增強了數據可信度，增加電網的公信力，最終可以實現“三公” （公平、公正、公開）的要求。
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