區(qū)塊鏈重塑實(shí)體經(jīng)濟(jì)區(qū)塊鏈＋電力第十章全國(guó)區(qū)塊鏈應(yīng)用創(chuàng)新人才培訓(xùn)指定用書01智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)智能電網(wǎng)1.智能電網(wǎng)的概念智能電網(wǎng)就是電限的智能化，也稱為“電網(wǎng)2.0",它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測(cè)噩技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法及決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。智能電網(wǎng)的主要特征包括自愈、激勵(lì)和保護(hù)用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。1智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)智能電網(wǎng)2.智能電網(wǎng)的主要特征(1)自愈電網(wǎng)。自愈電網(wǎng)是指把電網(wǎng)中有問題的元件從系統(tǒng)中隔離出來，并且在不用人為干預(yù)的情況下使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，從而幾乎不中斷對(duì)用戶的供電服務(wù)。(2)廣泛參與。(3)抵御攻擊。(4)方便接入。1智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)能源互朕網(wǎng)1.能源互聯(lián)網(wǎng)的概念隨著智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)入深水期，智能電網(wǎng)逐步邁入能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。美國(guó)著名學(xué)者杰里米·里夫金在其新著《第三次工業(yè)革命》中，提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的概念與愿景，引發(fā)了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。2.能源互聯(lián)網(wǎng)的特征(1)可再生能源，為主要一次能源。(2)支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)接入。(3)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)廣域能源共享。(4)支持交通系統(tǒng)的電氣化（由燃油汽車向電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)變）。2智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)能源互朕網(wǎng)3.能源互聯(lián)網(wǎng)的條件能源互聯(lián)網(wǎng)的條件如下。(1)彼此密切互動(dòng)。(2)自己做出決定。(3)擁有交換能暈和相關(guān)信息的能力。(4)無縫訪問大規(guī)模不同類型的分布式能源。(5)適應(yīng)集中式和分布式能源。(6)通過能源共享來平衡能源供需。(7)確保以多種方式靈活地產(chǎn)生／銷售和購(gòu)買／消耗能源。2智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)能源互朕網(wǎng)4.能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的區(qū)別能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)有很多相似之處，能源互聯(lián)網(wǎng)是智能電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和深化。2智能電網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)能源互朕網(wǎng)然而，能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)也存在重要的區(qū)別，具體包括以下幾點(diǎn)。(1)智能電網(wǎng)的物理實(shí)體主要是電力系統(tǒng)；而能源互聯(lián)網(wǎng)的物理實(shí)體由電力系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、天然氣網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成。(2)在智能電網(wǎng)中，能最只能以電能形式傳輸和使用；而在能源互聯(lián)網(wǎng)中，能量可在電能、化學(xué)能、熱能等多種形式間相互轉(zhuǎn)化。(3)目前，智能電網(wǎng)研究對(duì)于分布式發(fā)電、儲(chǔ)能和可控負(fù)荷等分布式設(shè)備主要采取局部消納和控制；而在能源互聯(lián)網(wǎng)中，由于分布式設(shè)備數(shù)量龐大，研究重點(diǎn)將由局部消納向廣域協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變。(4)智能電網(wǎng)的信息系統(tǒng)以傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)為主體；而在能源互聯(lián)網(wǎng)中，互聯(lián)網(wǎng)等開放式信息網(wǎng)絡(luò)將發(fā)揮更大作用。202區(qū)塊鏈改變能源互聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈改變能源互聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值區(qū)塊鏈能夠有效解決復(fù)雜系統(tǒng)中各主體間的信任問題。同時(shí)，區(qū)塊鏈在去中心化、系統(tǒng)自治等方面的特點(diǎn)與能源互聯(lián)網(wǎng)的理念具有一定程度的相似性。因此，區(qū)塊鏈能夠在能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建、發(fā)展與升級(jí)過程中發(fā)揮重要作用，其應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1區(qū)塊鏈改變能源互聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值(1)能源供給。(2)能源輸送。(3)能源分配。(4)能源消費(fèi)。(5)能源交易1區(qū)塊鏈改變能源互聯(lián)網(wǎng)分散式智能電網(wǎng)系統(tǒng)智能電網(wǎng)已經(jīng)代表了一種新的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，該基礎(chǔ)設(shè)施使用數(shù)字計(jì)算和通信技術(shù)將傳統(tǒng)電網(wǎng)改造為更精確的系統(tǒng)，目的是通過整合和利用更多可再生和分布式能源，并降低對(duì)化石燃料的依賴來改革能源格局。傳統(tǒng)電網(wǎng)通過長(zhǎng)距離傳輸線為消費(fèi)者提供服務(wù)，而能源互聯(lián)網(wǎng)則通過部署獨(dú)立的分布式可再生能源，使生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間更加接近。2區(qū)塊鏈改變能源互聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈＋智能電網(wǎng)安全性問題、隱私問題和信任問題是每個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵問題，未來電網(wǎng)系統(tǒng)也同樣如此。未來電網(wǎng)在信息化方面具有如下要求。(1)任何未經(jīng)授權(quán)的主體都無法獲取不對(duì)應(yīng)的信息。)2)采用適當(dāng)?shù)募用軝C(jī)制。(3)防止未經(jīng)授權(quán)的主體修改相關(guān)信息。(4)可讓擁有權(quán)力和特權(quán)的人訪問，并提供證據(jù)證明某主體已執(zhí)行特定操作，從而使該主體無法否認(rèn)其所做的事情。3區(qū)塊鏈改變能源互聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈＋智能電網(wǎng)(5)建立具有定抗攻擊能力的容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)。(6)進(jìn)行更有效的監(jiān)控。(7)利用高級(jí)的保護(hù)隱私權(quán)的技術(shù)。(8)增強(qiáng)所有實(shí)體之間的信任、透明度等。303區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景電網(wǎng)先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施隨著高級(jí)計(jì)址基礎(chǔ)架構(gòu)的引入，電力公用事業(yè)公司、消費(fèi)者和生產(chǎn)商可以通過自動(dòng)和雙向通信支持的智能電表進(jìn)行更多交互。與傳統(tǒng)電表相比，智能電表能夠詳細(xì)收集能源使用和生產(chǎn)、狀態(tài)及診斷數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通常用于計(jì)費(fèi)、用戶設(shè)備控制、監(jiān)視和故障排除。1區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景電網(wǎng)先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施目前，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)來解決相關(guān)問題主要有以下幾個(gè)方面的探索。(1)在電網(wǎng)中探索區(qū)塊鏈及智能合約，以實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的彈性和安全性。(2)引入智能電網(wǎng)的需求側(cè)管理模型。(3)區(qū)塊鏈技術(shù)、邊緣計(jì)算技術(shù)和通信技術(shù)可以進(jìn)一步增強(qiáng)電網(wǎng)安全。1區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景去中心化的能源交易雙向能量和信息流使消費(fèi)者可以充當(dāng)生產(chǎn)者，反之亦然，能源互聯(lián)網(wǎng)有望在分布式能源交易場(chǎng)景中容納越來越多的產(chǎn)消者，他們能夠相互交易電網(wǎng)或微電固的發(fā)電量、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能單元等分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余能量，降低電網(wǎng)負(fù)荷峰值，減少電力傳輸損耗，提高整個(gè)系統(tǒng)效率。智能電網(wǎng)不僅將提供細(xì)粒度的能耗監(jiān)測(cè)，而且將越來越多的住宅發(fā)電站點(diǎn)納入分布式能源交易（如社區(qū)微電網(wǎng)）。因此，為智能電網(wǎng)提供個(gè)安全的能源交易基礎(chǔ)設(shè)施非常重要，該基礎(chǔ)設(shè)施能夠執(zhí)行交易代理之間的合同，處理投標(biāo)、談判和交易，同時(shí)保護(hù)身份隱私。2區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景能源互聯(lián)網(wǎng)物理信息系統(tǒng)當(dāng)前的能源互聯(lián)網(wǎng)物理信息系統(tǒng)(CPS)主要建立在集中式監(jiān)督、控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)上，該系統(tǒng)采用分層方式與最大傳輸單元、遠(yuǎn)程終端單元、電源管理單元，以及各種傳感器互連。能源互聯(lián)網(wǎng)利用CPS,在不同電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、供應(yīng)商和消費(fèi)者之間采用細(xì)粒度實(shí)現(xiàn)智能控制、監(jiān)控、治理，以更好地改善其電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性。但是，惡意攻擊者或內(nèi)部人員可能以不同的方式發(fā)起網(wǎng)絡(luò)攻擊，如更改中央控制器中的數(shù)據(jù)，或通過傳感器和電源管理單元輸入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。3區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景電動(dòng)汽車和充電設(shè)施電動(dòng)汽車被認(rèn)為是未來智能電網(wǎng)的基石之，它可以充當(dāng)能量存儲(chǔ)設(shè)備，并能夠與電網(wǎng)、充電站采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式同相鄰電動(dòng)汽車交換能翟。具體包含三種情況：車對(duì)車、車對(duì)網(wǎng)、網(wǎng)對(duì)車。通過這些方式，電動(dòng)汽車可以與電網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)，提高電網(wǎng)彈性，并通過能益充放電操作降低負(fù)荷峰值。未來，能源互聯(lián)網(wǎng)預(yù)計(jì)將支持和管理大暈電動(dòng)汽車。應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，構(gòu)建包含智能合約的聯(lián)盟區(qū)塊鏈系統(tǒng)，以便在智能社區(qū)中實(shí)現(xiàn)與可再生能源和智能電網(wǎng)集成的電動(dòng)汽車安全充電。4區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景微電網(wǎng)微電網(wǎng)逐漸成為能源互聯(lián)網(wǎng)中不可或缺的一部分。微電網(wǎng)的定義為可再生能源、電池存儲(chǔ)單元、電動(dòng)汽車、智能設(shè)備和電力負(fù)載，微電網(wǎng)中的發(fā)電單元通常更靠近負(fù)載。區(qū)塊鏈可以解決基于集中式交易系統(tǒng)的傳統(tǒng)微電網(wǎng)交易管理問題，如交易中心買賣雙方之間的信任問題，交易的公平性和透明性問題，以及交易安全風(fēng)險(xiǎn)問題。504區(qū)塊鏈＋電力應(yīng)用場(chǎng)景區(qū)塊鏈＋電力應(yīng)用場(chǎng)景區(qū)塊鏈與電力系統(tǒng)應(yīng)用區(qū)塊鏈與電力系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上鏈，確保數(shù)據(jù)真實(shí)、可信或智能合約的執(zhí)行。1.常規(guī)電力交易2.分布式能源交易3.虛擬電廠4.能效管理5.電力計(jì)量6.電動(dòng)汽車充電1區(qū)塊鏈＋電力應(yīng)用場(chǎng)景區(qū)塊鏈與電力金融應(yīng)用區(qū)塊鏈與電力金融應(yīng)用是將區(qū)塊鏈和金融結(jié)合，利用區(qū)塊鏈的支付屬性，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)證券化、供應(yīng)鏈金融等應(yīng)用。1.資產(chǎn)證券化2.供應(yīng)鏈金融3.電力保險(xiǎn)4.電力支付5.電力數(shù)字票據(jù)6.碳交易2區(qū)塊鏈＋電力應(yīng)用場(chǎng)景區(qū)塊鏈與電力企業(yè)管理應(yīng)用區(qū)塊鏈與電力塵業(yè)管理應(yīng)用結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，將區(qū)塊鏈技術(shù)延伸至企業(yè)內(nèi)部管理，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)財(cái)務(wù)審計(jì)、電子數(shù)據(jù)保全與分享、企業(yè)信息服務(wù)安全管理。305區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)案例區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)案例能源網(wǎng)鏈能源網(wǎng)基金會(huì)設(shè)計(jì)了用于能源行業(yè)的公共企業(yè)級(jí)區(qū)塊鏈平臺(tái)和分散式應(yīng)用程序，這個(gè)平臺(tái)被稱為能源網(wǎng)鏈。1區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)案例Powerledger通過Powerledger,用戶可以設(shè)置購(gòu)買方式和出售價(jià)格，以適當(dāng)和期望的價(jià)格交易能源。用戶還可以將能量存儲(chǔ)在電池中，以便以后出售能獲取最大利潤(rùn)。所有交易均被記錄在區(qū)塊鏈上，以確保更高的安全性。通過Powerledger,也可以進(jìn)行環(huán)境商品和可再生能源信貸的交易。環(huán)境商品交易市場(chǎng)正在迅速發(fā)展，因此在確保不要將抵免額重復(fù)計(jì)算或?yàn)E用方面存在更多的壓力。2區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)案例SunchainSunchain的開發(fā)是為了使用戶能夠通過使用聯(lián)合體區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來合并和共享本地太陽能，它是能量交換和滿足生產(chǎn)者與消費(fèi)者的解決方案。Sunchain的區(qū)塊鏈架構(gòu)是為可再生能源開發(fā)的，并且在智能電網(wǎng)中具有廣泛的應(yīng)用。在Sunchain中，區(qū)塊鏈保留智能電表加密和簽名數(shù)據(jù)的記錄。3區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)案例Greeneum平臺(tái)Greeneum平臺(tái)是利用機(jī)器學(xué)習(xí)、區(qū)塊鏈、智能合約和物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的可再生能源平臺(tái)，目的是提供分散式應(yīng)用程序，使用可再生能源的激勵(lì)措施及減少CO2排放的信用額度。通過集成的安全且分散的解決方案，Greeneum平臺(tái)完成了從中央并際拓?fù)湎騾^(qū)域性社區(qū)生產(chǎn)和分銷轉(zhuǎn)變的挑戰(zhàn)。4區(qū)塊鏈＋能源互聯(lián)網(wǎng)案例WePower平臺(tái)WePower平臺(tái)是一個(gè)用于能源管理和交易解決方案的平臺(tái)，它引入了區(qū)塊鏈技術(shù)，提供各種工具，幫助用戶了解能源使用模式，尋找合適的可再生能源生產(chǎn)商，與他們進(jìn)行數(shù)字簽約并監(jiān)控能源的產(chǎn)生。除此之外，WePower平臺(tái)還引入了一種稱為購(gòu)電協(xié)議的