区块链重塑实体经济 课件 ch10 区块链＋电力

区块链重塑实体经济区块链＋电力第十章全国区块链应用创新人才培训指定用书01智能电网与能源互联网智能电网与能源互联网智能电网1.智能电网的概念智能电网就是电限的智能化，也称为“电网2.0",它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测噩技术、设备技术、控制方法及决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能电网的主要特征包括自愈、激励和保护用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场及资产的优化高效运行。1智能电网与能源互联网智能电网2.智能电网的主要特征(1)自愈电网。自愈电网是指把电网中有问题的元件从系统中隔离出来，并且在不用人为干预的情况下使系统迅速恢复到正常运行状态，从而几乎不中断对用户的供电服务。(2)广泛参与。(3)抵御攻击。(4)方便接入。1智能电网与能源互联网能源互朕网1.能源互联网的概念随着智能电网建设进入深水期，智能电网逐步迈入能源互联网时代。美国著名学者杰里米·里夫金在其新著《第三次工业革命》中，提出了能源互联网的概念与愿景，引发了国内外的广泛关注。2.能源互联网的特征(1)可再生能源，为主要一次能源。(2)支持超大规模分布式发电系统与分布式储能系统接入。(3)与互联网技术相结合实现广域能源共享。(4)支持交通系统的电气化（由燃油汽车向电动汽车转变）。2智能电网与能源互联网能源互朕网3.能源互联网的条件能源互联网的条件如下。(1)彼此密切互动。(2)自己做出决定。(3)拥有交换能晕和相关信息的能力。(4)无缝访问大规模不同类型的分布式能源。(5)适应集中式和分布式能源。(6)通过能源共享来平衡能源供需。(7)确保以多种方式灵活地产生／销售和购买／消耗能源。2智能电网与能源互联网能源互朕网4.能源互联网与智能电网的区别能源互联网与智能电网有很多相似之处，能源互联网是智能电网的进一步发展和深化。2智能电网与能源互联网能源互朕网然而，能源互联网与智能电网也存在重要的区别，具体包括以下几点。(1)智能电网的物理实体主要是电力系统；而能源互联网的物理实体由电力系统、交通系统、天然气网络和信息网络共同构成。(2)在智能电网中，能最只能以电能形式传输和使用；而在能源互联网中，能量可在电能、化学能、热能等多种形式间相互转化。(3)目前，智能电网研究对于分布式发电、储能和可控负荷等分布式设备主要采取局部消纳和控制；而在能源互联网中，由于分布式设备数量庞大，研究重点将由局部消纳向广域协调转变。(4)智能电网的信息系统以传统的工业控制系统为主体；而在能源互联网中，互联网等开放式信息网络将发挥更大作用。202区块链改变能源互联网区块链改变能源互联网区块链对能源互联网的价值区块链能够有效解决复杂系统中各主体间的信任问题。同时，区块链在去中心化、系统自治等方面的特点与能源互联网的理念具有一定程度的相似性。因此，区块链能够在能源互联网的构建、发展与升级过程中发挥重要作用，其应用价值主要体现在以下几个方面。1区块链改变能源互联网区块链对能源互联网的价值(1)能源供给。(2)能源输送。(3)能源分配。(4)能源消费。(5)能源交易1区块链改变能源互联网分散式智能电网系统智能电网已经代表了一种新的电网基础设施，该基础设施使用数字计算和通信技术将传统电网改造为更精确的系统，目的是通过整合和利用更多可再生和分布式能源，并降低对化石燃料的依赖来改革能源格局。传统电网通过长距离传输线为消费者提供服务，而能源互联网则通过部署独立的分布式可再生能源，使生产者和消费者之间更加接近。2区块链改变能源互联网区块链＋智能电网安全性问题、隐私问题和信任问题是每个系统的关键问题，未来电网系统也同样如此。未来电网在信息化方面具有如下要求。(1)任何未经授权的主体都无法获取不对应的信息。)2)采用适当的加密机制。(3)防止未经授权的主体修改相关信息。(4)可让拥有权力和特权的人访问，并提供证据证明某主体已执行特定操作，从而使该主体无法否认其所做的事情。3区块链改变能源互联网区块链＋智能电网(5)建立具有定抗攻击能力的容错网络。(6)进行更有效的监控。(7)利用高级的保护隐私权的技术。(8)增强所有实体之间的信任、透明度等。303区块链＋能源互联网应用场景区块链＋能源互联网应用场景电网先进计量基础设施随着高级计址基础架构的引入，电力公用事业公司、消费者和生产商可以通过自动和双向通信支持的智能电表进行更多交互。与传统电表相比，智能电表能够详细收集能源使用和生产、状态及诊断数据，该数据通常用于计费、用户设备控制、监视和故障排除。1区块链＋能源互联网应用场景电网先进计量基础设施目前，应用区块链技术来解决相关问题主要有以下几个方面的探索。(1)在电网中探索区块链及智能合约，以实现智能电网的弹性和安全性。(2)引入智能电网的需求侧管理模型。(3)区块链技术、边缘计算技术和通信技术可以进一步增强电网安全。1区块链＋能源互联网应用场景去中心化的能源交易双向能量和信息流使消费者可以充当生产者，反之亦然，能源互联网有望在分布式能源交易场景中容纳越来越多的产消者，他们能够相互交易电网或微电固的发电量、电动汽车和储能单元等分布式储能系统的剩余能量，降低电网负荷峰值，减少电力传输损耗，提高整个系统效率。智能电网不仅将提供细粒度的能耗监测，而且将越来越多的住宅发电站点纳入分布式能源交易（如社区微电网）。因此，为智能电网提供个安全的能源交易基础设施非常重要，该基础设施能够执行交易代理之间的合同，处理投标、谈判和交易，同时保护身份隐私。2区块链＋能源互联网应用场景能源互联网物理信息系统当前的能源互联网物理信息系统(CPS)主要建立在集中式监督、控制和数据采集(SCADA)系统上，该系统采用分层方式与最大传输单元、远程终端单元、电源管理单元，以及各种传感器互连。能源互联网利用CPS,在不同电网运营商、供应商和消费者之间采用细粒度实现智能控制、监控、治理，以更好地改善其电网的安全性、稳定性、可靠性。但是，恶意攻击者或内部人员可能以不同的方式发起网络攻击，如更改中央控制器中的数据，或通过传感器和电源管理单元输入错误数据。3区块链＋能源互联网应用场景电动汽车和充电设施电动汽车被认为是未来智能电网的基石之，它可以充当能量存储设备，并能够与电网、充电站采用点对点方式同相邻电动汽车交换能翟。具体包含三种情况：车对车、车对网、网对车。通过这些方式，电动汽车可以与电网之间实现需求响应，提高电网弹性，并通过能益充放电操作降低负荷峰值。未来，能源互联网预计将支持和管理大晕电动汽车。应用区块链技术，构建包含智能合约的联盟区块链系统，以便在智能社区中实现与可再生能源和智能电网集成的电动汽车安全充电。4区块链＋能源互联网应用场景微电网微电网逐渐成为能源互联网中不可或缺的一部分。微电网的定义为可再生能源、电池存储单元、电动汽车、智能设备和电力负载，微电网中的发电单元通常更靠近负载。区块链可以解决基于集中式交易系统的传统微电网交易管理问题，如交易中心买卖双方之间的信任问题，交易的公平性和透明性问题，以及交易安全风险问题。504区块链＋电力应用场景区块链＋电力应用场景区块链与电力系统应用区块链与电力系统应用结合，实现业务数据上链，确保数据真实、可信或智能合约的执行。1.常规电力交易2.分布式能源交易3.虚拟电厂4.能效管理5.电力计量6.电动汽车充电1区块链＋电力应用场景区块链与电力金融应用区块链与电力金融应用是将区块链和金融结合，利用区块链的支付属性，实现资产证券化、供应链金融等应用。1.资产证券化2.供应链金融3.电力保险4.电力支付5.电力数字票据6.碳交易2区块链＋电力应用场景区块链与电力企业管理应用区块链与电力尘业管理应用结合区块链技术，将区块链技术延伸至企业内部管理，实现电力企业财务审计、电子数据保全与分享、企业信息服务安全管理。305区块链＋能源互联网案例区块链＋能源互联网案例能源网链能源网基金会设计了用于能源行业的公共企业级区块链平台和分散式应用程序，这个平台被称为能源网链。1区块链＋能源互联网案例Powerledger通过Powerledger,用户可以设置购买方式和出售价格，以适当和期望的价格交易能源。用户还可以将能量存储在电池中，以便以后出售能获取最大利润。所有交易均被记录在区块链上，以确保更高的安全性。通过Powerledger,也可以进行环境商品和可再生能源信贷的交易。环境商品交易市场正在迅速发展，因此在确保不要将抵免额重复计算或滥用方面存在更多的压力。2区块链＋能源互联网案例SunchainSunchain的开发是为了使用户能够通过使用联合体区块链和物联网技术来合并和共享本地太阳能，它是能量交换和满足生产者与消费者的解决方案。Sunchain的区块链架构是为可再生能源开发的，并且在智能电网中具有广泛的应用。在Sunchain中，区块链保留智能电表加密和签名数据的记录。3区块链＋能源互联网案例Greeneum平台Greeneum平台是利用机器学习、区块链、智能合约和物联网开发的可再生能源平台，目的是提供分散式应用程序，使用可再生能源的激励措施及减少CO2排放的信用额度。通过集成的安全且分散的解决方案，Greeneum平台完成了从中央并际拓扑向区域性社区生产和分销转变的挑战。4区块链＋能源互联网案例WePower平台WePower平台是一个用于能源管理和交易解决方案的平台，它引入了区块链技术，提供各种工具，帮助用户了解能源使用模式，寻找合适的可再生能源生产商，与他们进行数字签约并监控能源的产生。除此之外，WePower平台还引入了一种称为购电协议的