分布式可調節(jié)資源區(qū)塊鏈聚合管控技術及應用

2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會項目背景總體思路及主要內容

主要技術創(chuàng)新點技術先進性對比成果評價及知識產權情況

推廣應用及經濟社會效益124563CONTENTSl

分布式冷熱負荷具典型

性、

占比最大的可調節(jié)

負荷l

山東電網分布式冷熱負

荷總量超過1500萬千瓦

一、

項目背景2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會在雙碳目標驅動下

，我國能源結構加速轉型升級

，分布式能源成為新型電力系統(tǒng)重要組成部分。l

我國分布式光伏已突破2.4億千瓦l

山東省占比超16%山東光伏全國第一位16%l

全國電動汽車充電基

礎設施為859.6萬臺l

新能源汽車保有量2041萬輛2023年我國新能源汽車保有量萬輛2041200013101500783.51000380.950002019

2020

2021

2022

2023大規(guī)模分布式資源若不加以有效管控將威脅電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行25004923

分布式可調節(jié)資源涌入電網給電力系統(tǒng)運行帶來嚴峻挑戰(zhàn)

挑戰(zhàn)1

l

分散廣、

容量小、

數

目多的分布式可調節(jié)

資源調節(jié)潛力如何挖

掘并利用；

一、

項目背景2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會l

如何對分布式可調節(jié)

資源參與調峰潛力有

效評價并良性促進調

峰效果。l

分布式可調節(jié)資源如

何實現去中心化的協(xié)

調管控

，有效參與電

網調峰；

挑戰(zhàn)2

挑戰(zhàn)3

4

一、

項目背景2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會區(qū)塊鏈作為一種新興的分布式基礎架構

，具有去中心化、

公開透明、不可篡改、

可追溯等特點

，更符合分布式能源交易的分散化、

參與主體多樣性等特征

，

能夠形

成以消費者為中心、

支持生產者參與的模式

，進一步提升能源交易的靈活性、

增強

能源交易市場的整體效率。bbbbb

基于區(qū)塊鏈技術可實現分布式資源的聚合管控4444a

實現從“源隨荷動”的傳統(tǒng)電力平衡模式向“源荷互動”的新模式的轉型區(qū)塊鏈特點去中心化可追溯公開

透明不可

篡改52024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會項目背景總體思路及主要內容主要技術創(chuàng)新點

技術先進性對比成果評價及知識產權情況

推廣應用及經濟社會效益123546CONTENTS

研究了可調資源個體模型在信息空間的建立方法

研究了信息空間區(qū)塊鏈平臺部署方法

研究了區(qū)塊鏈通道上節(jié)點的聚合動態(tài)評價體系基于區(qū)塊鏈技術計劃名稱項目名稱起止年限是否驗收

（鑒定）國家自然科學基

金微網系統(tǒng)Kuramoto建模與基于能量成型的無縫切換調頻控制方法研究2018.01-2021.12已結題國網山東省電力

公司科技項目基于可信區(qū)塊鏈的充電樁共享運營模式研究與驗證2021.01-2022.12通過驗收

二、總體思路及主要內容2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會7

二、總體思路及主要內容2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會提出了攻克了分布式可調節(jié)資源聚合優(yōu)化、

互動協(xié)同、

客觀動態(tài)評價三大關鍵難題難點一傳統(tǒng)聚類算法難以全面適應電

網分布式資源的多樣性和規(guī)模創(chuàng)新點一基于電氣距離等多維度指標的多視角聚類算法

，增強電網資源調節(jié)能力難

點

二分布式資源調峰通信負擔重個體競爭力弱

，共識信任難創(chuàng)新點二基于Hyperledger

Fabric平臺的

區(qū)塊鏈網絡雙通道機制架構

，創(chuàng)新雙通道及智能合約自動化分配算法難點三分布式資源調峰性能評價復雜，

個體差異大

，互動策略不明確，

評價體系和信任機制需完善基于區(qū)塊鏈數據的長短期動態(tài)評價方法

，構建三維信用評價體系

，提出互動策略和動態(tài)評價引入決策優(yōu)化成果三面向分布式調節(jié)資源的能

源區(qū)塊鏈服務終端創(chuàng)新點三難

點

二實現了以區(qū)塊鏈為分布式可調節(jié)資源的聚合管控和有效參與電力輔助服務的重大突破z成果二面向分布式調節(jié)資源的區(qū)

塊鏈管控平臺成果一面向分布式調節(jié)資源的

高效聚類策略8645項目背景總體思路及主要內容主要技術創(chuàng)新點技術先進性對比成果評價及知識產權情況

推廣應用及經濟社會效益2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會213CONTENTS集群內可平均分

配調峰任務

三、

技術創(chuàng)新點2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會避免一次性調用

過多單體調峰盡量降低棄電

量電氣距離：

降低集群間耦合理論可調功率：

實現調峰任務平均分配單位調峰成本：

考慮度電成本、有功補償成本和棄電成本聚類

檢驗

指標集群

調峰

效果(1)

歸一化互信息(NMI)(2)

芮氏指標(RI)(3)Davies-Bouldin指標(DBI)(1)平均分配的調峰精度(2)光伏調峰的棄光量(3)光伏調峰的頻繁程度分布式光伏虛擬聚合集群劃分

準則

提出多視角指標兼顧的分布式可調節(jié)資源虛擬聚類方法

聚類指標

設計聚類效果

檢驗10

三、

技術創(chuàng)新點2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會

提出多視角指標兼顧的分布式可調節(jié)資源虛擬聚類方法

克服了單一視角聚類算法片面性實現了將大量分散的分布式可調節(jié)資源聚合為可調容量較大、

可統(tǒng)一協(xié)調的虛擬集群

攻克了分布式可調節(jié)資源調節(jié)潛力碎片化無法利用的難題面向分布式調節(jié)資源的高效聚類策略1.精確分類與資源優(yōu)

化

，提升了電網效率2.

自適應算法

，增強了

電網的穩(wěn)定性和適應性3.簡化的任務分配流程

，提

高了電網調峰的響應速度任務分配維度高

求解難多指標聚類全面評估資源電氣距離調峰成本理論功率聚類中心數不確定資源多樣性聚類難自適應算法無需預設中心數虛擬聚合策略簡化分配求解212技術難點成果成效創(chuàng)新內容11

三、

技術創(chuàng)新點2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會智能合約

功能設計分配

目標調峰成本：調節(jié)成本/損耗成本等有功網損：

電阻/電壓/有功/無功電網電壓/電流、功率平衡約束

集群的最大可調功率集群之間開展調峰競標，得出各

個集群的調峰任務分配

約束分配

方法

提出了分布式可調節(jié)資源區(qū)塊鏈管控建模方法

12雙通道機制聚合與競

標通道獨立運作4

42面向分布式調節(jié)資源的區(qū)塊鏈管控平臺1.區(qū)塊鏈平臺提升了電網調峰效率2.雙通道機制優(yōu)化了任務分配流程3.智能合約算法降低了運營成本區(qū)塊鏈網絡通道獨立性與數據共享矛盾調峰任務分配中利益

主體多樣、共識難達成智能合約自動化分配算法

提出了分布式可調節(jié)資源區(qū)塊鏈管控建模方法

建立了分布式調節(jié)資源參與電網調峰的區(qū)塊鏈平臺發(fā)明了基于

Hyperledger

Fabric平臺的區(qū)塊鏈網絡雙通道機制架構開發(fā)了基于智能合約的自動化調峰任務分配算法

，

降低了綜合運營成本10%以上

三、

技術創(chuàng)新點2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會分布式資源調峰

通信負擔重構建區(qū)塊鏈平臺技術難點創(chuàng)新內容成果成效13

三、

技術創(chuàng)新點2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會更新結果作為協(xié)商時的約束條件提取調峰評價指標：調節(jié)/響應速率/可調能力/調峰精度構建動態(tài)評價體系：從不同時間尺度整合上述評價指標設計集群更新機制：撤銷/頒發(fā)調峰許可，內部優(yōu)勝劣汰檢驗聚類效果：NMI

、RI

、DBI指標、調峰效果優(yōu)劣檢驗協(xié)商效果：提高調峰精度、簡化計算難度和復雜度檢驗更新效果：促進任務合理分配、進一步改善調峰效果

將更新后的集群總理論可調功率用作智能合約自動化分配的動態(tài)約束條件動態(tài)約束優(yōu)勝劣汰

發(fā)明基于區(qū)塊鏈數據的長短期分布式資源單體的調峰性能動態(tài)評價方法動態(tài)評價14發(fā)明基于區(qū)塊鏈數據的長短期分布式資源單體的調峰性能動態(tài)評價方法構建了三維信用評價體系對虛擬聚合集群內部分布式調節(jié)資源單體進行優(yōu)勝劣汰建立了以集群總可調功率為自動化分配中的動態(tài)約束促進集群間調峰任務的合理分配實現了分布式可調節(jié)資源聚合的動態(tài)更新

三、

技術創(chuàng)新點2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會面向分布式調節(jié)資源的能源區(qū)塊鏈服務終端1.動態(tài)評價方法提高了調

峰性能評估的準確性2.信用體系促進了資源

的高效聚合和服務篩選3.明確互動策略優(yōu)化了

調峰任務分配調峰性能評價復雜

需全面性資源單體差異大聚合服務需篩選電網互動策略不明

決策優(yōu)化需改進多維度動態(tài)評價

提升評價可信度集群總可調功

率動態(tài)約束三維信用體系

資源自我更新3

1

2技術難點創(chuàng)新內容成果成效15項目背景總體思路及主要內容

主要技術創(chuàng)新點技術先進性對比成果評價及知識產權情況

推廣應用及經濟社會效益2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會123456CONTENTS關鍵技術本項目技術水平國內外同類技術結論多種聚類指標設計綜合考慮節(jié)點電氣距離、理論可調功

率、單位調峰成本為依據聚合依據數學方法直接聚合，按照

地理位置劃分優(yōu)于多視角聚類算法利用多視角聚類算法，確保集群間的差異性和集群內的相似性，聚類效果較傳統(tǒng)聚類算法更好采用單一視角的聚類算法劃分類別，缺少多視角模糊聚類算法應用優(yōu)于分布式資源集群等效

聚合技術改進算法的適應性和效率，能夠更好地處理大規(guī)模、高緯度的數據集，精度>95%面對大規(guī)模數據時效率較低，國內文獻查詢，聚類精度約為

85%，國外技術聚類精度約90%優(yōu)于研究分布式電源參與

電網調峰聚合效應，形成碎片化資源對電網輔

助服務的支撐能力；能保證調控自動

化執(zhí)行、有共識、分配合理公正性調控依賴中央集中管理，數據量大；僅對集中式電站建立模型；易導致資源分配的單一性和忽視公平性優(yōu)于動態(tài)評價體系

，建立

集群自我更新機制可實現聚合集群內部優(yōu)勝劣汰的開放

性、可持續(xù)性發(fā)展評價體系老舊，不能實現對調

峰效果進行評價和集群更新優(yōu)于

四、

技術先進性對比2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會整體技術水平優(yōu)于國內外同類技術1712024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會項目背景總體思路及主要內容

主要技術創(chuàng)新點技術先進性對比成果評價及知識產權情況推廣應用及經濟社會效益42536CONTENTS項目申請發(fā)明專利9項

五、成果評價及知識產權情況2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會19軟件著作權4項

五、成果評價及知識產權情況2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會20

五、成果評價及知識產權情況2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會發(fā)表學術論文7篇制定團體標準1項21

五、成果評價及知識產權情況2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會經山東省科學院情報所檢索中心查新

，

目前國內外未見有與本

成果查新點相同的文獻報道22《微網系統(tǒng)Kuramoto建模與基于能量成型的無縫切換調頻控制方法

研究》經國家自然科學基金委員會審核通過

，準予結題；《基于可信區(qū)

塊鏈的充電樁共享運營模式研究與驗證》

同意專家驗收意見

，通過項目

驗收。

五、成果評價及知識產權情況2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會23分布式可調節(jié)資源區(qū)塊

鏈聚合管控技術及應用《分布式光伏基于區(qū)塊鏈聚合參與電網調峰虛擬仿真實驗》經北京百

朋索奇科技有限公司測試

，項目系統(tǒng)運行正常

，符合標準和運行要求。

五、成果評價及知識產權情況2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會系統(tǒng)通過第三方檢測24

五、成果評價及知識產權情況2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會2024年6月16日

，

山東電機工程學會鑒定委員會認為：

項目整

體達到國內領先水平

，

同意通過科技成果鑒定。252024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會立項背景總體思路及主要內容

主要技術創(chuàng)新點技術先進性對比成果評價及知識產權情況推廣應用及經濟社會效益231654CONTENTS

六、推廣應用及經濟社會效益2024第二屆虛擬電廠運營與未來發(fā)展研討會基于項目成果

，依托煙臺分布式光伏、

電動汽車充電樁、

空氣源熱泵部署了分布式可調節(jié)資源區(qū)塊鏈平臺。27

光伏板結構

分布式光伏網絡結構及虛擬聚合集群功能包括