分布式可调节资源区块链聚合管控技术及应用

项目背景

总体思路及主要内容

主要技术创新点

技术先进性对比

成果评价及知识产权情况

推广应用及经济社会效益目录124563CONTENTSl

全国电动汽车充电基础设施为859.6万台l

新能源汽车保有量2041万辆2023年我国新能源汽车保有量万辆2500200013101500783.51000380.950002019

2020

2021

2022

2023l

我国分布式光伏已突破2.4亿千瓦l

山东省占比超16%山东光伏全国第一位16%在双碳目标驱动下

，我国能源结构加速转型升级

，分布式能源成为新型电力系统重要组成部分。l

分布式冷热负荷具典型性、

占比最大的可调节负荷l

山东电网分布式冷热负荷总量超过1500万千瓦大规模分布式资源若不加以有效管控将威胁电力系统安全稳定运行

一、

项目背景

2041

4923 分布式可调节资源涌入电网给电力系统运行带来严峻挑战

l

分散广、

容量小、

数目多的分布式可调节资源调节潜力如何挖掘并利用；l

如何对分布式可调节资源参与调峰潜力有效评价并良性促进调峰效果。l

分布式可调节资源如何实现去中心化的协调管控

，有效参与电网调峰；

一、

项目背景

挑战3

挑战1

挑战2

4区块链特点溯不可去中公开透明区块链作为一种新兴的分布式基础架构

，具有去中心化、

公开透明、不可篡改、可追溯等特点

，更符合分布式能源交易的分散化、

参与主体多样性等特征

，

能够形

成以消费者为中心、

支持生产者参与的模式

，进一步提升能源交易的灵活性、

增强

能源交易市场的整体效率。bbbbb

基于区块链技术可实现分布式资源的聚合管控

444a

实现从“源随荷动”的传统电力平衡模式向“源荷互动”的新模式的转型

一、

项目背景篡改可追心化5

项目背景

总体思路及主要内容

主要技术创新点

技术先进性对比

成果评价及知识产权情况

推广应用及经济社会效益目录124563CONTENTS计划名称项目名称起止年限是否验收（鉴定）国家自然科学基金微网系统Kuramoto建模与基于能量成型的无缝切换调频控制方法研究2018.01-2021.12已结题国网山东省电力公司科技项目基于可信区块链的充电桩共享运营模式研究与验证2021.01-2022.12通过验收

研究了可调资源个体模型在信息空间的建立方法

研究了信息空间区块链平台部署方法

研究了区块链通道上节点的聚合动态评价体系

二、总体思路及主要内容基于区块链技术7难点三分布式资源调峰性能评价复杂，个体差异大

，互动策略不明确，评价体系和信任机制需完善创新点三基于区块链数据的长短期动态评价方法

，构建三维信用评价体系

，提出互动策略和动态评价引入决策优化难点一传统聚类算法难以全面适应电网分布式资源的多样性和规模创新点一基于电气距离等多维度指标的多视角聚类算法

，增强电网资源调节能力难

点

二分布式资源调峰通信负担重个体竞争力弱

，共识信任难创新点二基于Hyperledger

Fabric平台的区块链网络双通道机制架构

，创新双通道及智能合约自动化分配算法实现了以区块链为分布式可调节资源的聚合管控和有效参与电力辅助服务的重大突破提出了攻克了分布式可调节资源聚合优化、

互动协同、

客观动态评价三大关键难题

二、总体思路及主要内容成果三面向分布式调节资源的能源区块链服务终端成果二面向分布式调节资源的区块链管控平台成果一面向分布式调节资源的高效聚类策略8z

项目背景

总体思路及主要内容

主要技术创新点

技术先进性对比

成果评价及知识产权情况

推广应用及经济社会效益目录124563CONTENTS(1)

归一化互信息(NMI)(2)

芮氏指标(RI)(3)Davies-Bouldin指标(DBI)(1)平均分配的调峰精度(2)光伏调峰的弃光量(3)光伏调峰的频繁程度

提出多视角指标兼顾的分布式可调节资源虚拟聚类方法

电气距离：

降低集群间耦合理论可调功率：

实现调峰任务平均分配

三、

技术创新点单位调峰成本：

考虑度电成本、有功补偿成本和弃电成本集群内可平均分配调峰任务避免一次性调用过多单体调峰尽量降低弃电量聚类指标设计聚类效果检验集群划分准则聚类检验指标集群调峰效果分布式光伏虚拟聚合10

提出多视角指标兼顾的分布式可调节资源虚拟聚类方法

克服了单一视角聚类算法片面性实现了将大量分散的分布式可调节资源聚合为可调容量较大、

可统一协调的虚拟集群攻克了分布式可调节资源调节潜力碎片化无法利用的难题创新内容调峰成本理论功率

三、

技术创新点多指标聚类全面评估资源电气距离2123.简化的任务分配流程

，提高了电网调峰的响应速度2.

自适应算法

，增强了电网的稳定性和适应性1.精确分类与资源优化

，提升了电网效率面向分布式调节资源的高效聚类策略任务分配维度高求解难自适应算法无需预设中心数虚拟聚合策略简化分配求解资源多样性聚类难聚类中心数不确定技术难点成果成效11调峰成本：调节成本/损耗成本等有功网损：

电阻/电压/有功/无功电网电压/电流、功率平衡约束

集群的最大可调功率集群之间开展调峰竞标，得出各个集群的调峰任务

提出了分布式可调节资源区块链管控建模方法

智能合约功能设计分配目标分配约束分配方法

三、

技术创新点12调峰任务分配中利益主体多样、共识难达成区块链网络通道独立性与数据共享矛盾分布式资源调峰通信负担重

提出了分布式可调节资源区块链管控建模方法

建立了分布式调节资源参与电网调峰的区块链平台发明了基于

Hyperledger

Fabric平台的区块链网络双通道机制架构开发了基于智能合约的自动化调峰任务分配算法

，

降低了综合运营成本10%以上

三、

技术创新点4

422.双通道机制优化了任务分配流程1.区块链平台提升了电网调峰效率面向分布式调节资源的区块链管控平台双通道机制聚合与竞标通道独立运作3.智能合约算法降低了运营成本智能合约自动化分配算法构建区块链平台技术难点创新内容成果成效13提取调峰评价指标：调节/响应速率/可调能力/调峰精度构建动态评价体系：从不同时间尺度整合上述评价指标设计集群更新机制：撤销/颁发调峰许可，内部优胜劣汰检验聚类效果：NMI

、RI

、DBI指标、调峰效果优劣检验协商效果：提高调峰精度、简化计算难度和复杂度检验更新效果：促进任务合理分配、进一步改善调峰效果

发明基于区块链数据的长短期分布式资源单体的调峰性能动态评价方法将更新后的集群总理论可调功率用作智能合约自动化分配的动态约束条件

三、

技术创新点

更新结果作为协商时的约束条件动态评价优胜劣汰动态约束14发明基于区块链数据的长短期分布式资源单体的调峰性能动态评价方法构建了三维信用评价体系对虚拟聚合集群内部分布式调节资源单体进行优胜劣汰建立了以集群总可调功率为自动化分配中的动态约束促进集群间调峰任务的合理分配实现了分布式可调节资源聚合的动态更新创新内容面向分布式调节资源的能源区块链服务终端

三、

技术创新点电网互动策略不明决策优化需改进集群总可调功率动态约束调峰性能评价复杂需全面性多维度动态评价

提升评价可信度资源单体差异大聚合服务需筛选三维信用体系资源自我更新3

1

21.动态评价方法提高了调峰性能评估的准确性2.信用体系促进了资源的高效聚合和服务筛选3.明确互动策略优化了调峰任务分配技术难点成果成效15

项目背景

总体思路及主要内容

主要技术创新点

技术先进性对比

成果评价及知识产权情况

推广应用及经济社会效益目录124563CONTENTS关键技术本项目技术水平国内外同类技术结论多种聚类指标设计综合考虑节点电气距离、理论可调功率、单位调峰成本为依据聚合依据数学方法直接聚合，按照地理位置划分优于多视角聚类算法利用多视角聚类算法，确保集群间的差异性和集群内的相似性，聚类效果较传统聚类算法更好采用单一视角的聚类算法划分类别，缺少多视角模糊聚类算法应用优于分布式资源集群等效聚合技术改进算法的适应性和效率，能够更好地处理大规模、高纬度的数据集，精度>95%面对大规模数据时效率较低，国内文献查询，聚类精度约为

85%，国外技术聚类精度约90%优于研究分布式电源参与电网调峰聚合效应，形成碎片化资源对电网辅助服务的支撑能力；能保证调控自动化执行、有共识、分配合理公正性调控依赖中央集中管理，数据量大；仅对集中式电站建立模型；易导致资源分配的单一性和忽视公平性优于动态评价体系

，建立集群自我更新机制可实现聚合集群内部优胜劣汰的开放性、可持续性发展评价体系老旧，不能实现对调峰效果进行评价和集群更新优于

整体技术水平优于国内外同类技术

四、

技术先进性对比17

项目背景

总体思路及主要内容

主要技术创新点

技术先进性对比

成果评价及知识产权情况

推广应用及经济社会效益目录124563CONTENTS项目申请发明专利9项

五、成果评价及知识产权情况19软件著作权4项

五、成果评价及知识产权情况20发表学术论文7篇制定团体标准1项

五、成果评价及知识产权情况21经山东省科学院情报所检索中心查新

，

目前国内外未见有与本成果查新点相同的文献报道

五、成果评价及知识产权情况22《微网系统Kuramoto建模与基于能量成型的无缝切换调频控制方法

研究》经国家自然科学基金委员会审核通过

，准予结题；《基于可信区

块链的充电桩共享运营模式研究与验证》

同意专家验收意见

，通过项目

验收。

五、成果评价及知识产权情况23分布式可调节资源区块链聚合管控技术及应用系统通过第三方检测《分布式光伏基于区块链聚合参与电网调峰虚拟仿真实验》经北京百朋索奇科技有限公司测试

，项目系统运行正常

，符合标准和运行要求。

五、成果评价及知识产权情况242024年6月16日

，

山东电机工程学会鉴定委员会认为：

项目整体达到国内领先水平

，

同意通过科技成果鉴定。

五、成果评价及知识产权情况25

立项背景

总体思路及主要内容

主要技术创新点

技术先进性对比

成果评价及知识产权情况

推广应用及经济社会效益目录124563CONTENTS基于项目成果

，依托烟台分布式光伏、

电动汽车充电桩、

空气源热泵部署了分布式可调节资源区块链平台。

六、推广应用及经济社会效益27功能包括分布式资源环境配置、

区块链平台部署、

虚拟聚合配置、

智能合约开发、

共识机制达成、

在线体系记录、

动态评价反馈多个环节。

六、推广应用及经济社会效益HYPER

LEDGER

FABRIC联盟区块链可视化显示 分布式光伏网络结构及虚拟聚合集群

电网调度中心的“削峰填谷”指令光伏板结构竞标流程28项目成果在山东省内电网逐步应用

，

研发的分布式调节资源调控系统、

聚合系统和控制终端系统已在多个城市电网、

虚