翻譯 | 崔凱翔
編輯 | 姜黎
近年來，世界能源供應(yīng)體系正在發(fā)生改變，可再生能源在電力供應(yīng)中所占據(jù)的份額越來越大，地位也越來越重要。但可再生能源的特點(diǎn)也導(dǎo)致電力供應(yīng)的穩(wěn)定性不足。通常輸電系統(tǒng)運(yùn)營商（TSO）需要準(zhǔn)備具有一定靈活性的電力資源來幫助穩(wěn)定電力供應(yīng)，過去主要依賴于化石燃料的發(fā)電來提供靈活性，而諸如電動汽車、熱泵等消費(fèi)類設(shè)備在消耗電能的同時(shí)，其本身就是一個儲能設(shè)備?；诖耍琓SO是否可以改變思路，轉(zhuǎn)向需求端以實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的靈活性呢？
區(qū)塊鏈技術(shù)使小型柔性電力資源進(jìn)入供電系統(tǒng)成為可能
為了緩解不斷增長的可再生能源發(fā)電接入電網(wǎng)給電力穩(wěn)定供應(yīng)帶來的壓力，減少為提供靈活性而無功運(yùn)轉(zhuǎn)的大型化石燃料發(fā)電廠的成本損失，歐洲的電力運(yùn)營商突破國界限制，開發(fā)了一個基于區(qū)塊鏈技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電網(wǎng)平衡平臺Equigy。這個基于區(qū)塊鏈技術(shù)的平臺使小型柔性電力資源進(jìn)入供電系統(tǒng)，為電網(wǎng)提供靈活性成為可能。
Equigy平臺由IBM公司開發(fā)，目前由荷蘭和德國部分地區(qū)的電網(wǎng)供應(yīng)商TenneT、意大利供應(yīng)商Terna和瑞士供應(yīng)商Swissgrid合作支持。Equigy平臺可以作為TSO輔助服務(wù)市場與提供平衡服務(wù)的市場參與者之間的數(shù)字連接。TSCNET客戶Energinet，即丹麥的電網(wǎng)運(yùn)營商已正式表示有意加入該平臺，這將把Equigy的應(yīng)用擴(kuò)展到丹麥。
通過跨國合作，瑞士的Swissgrid、荷蘭和德國的TenneT、意大利的Terna希望建立一個新的電力平衡標(biāo)準(zhǔn)，提升靈活性，減少可再生能源對電網(wǎng)的影響。
與以前的地區(qū)級有限平衡項(xiàng)目一樣，Equigy的目標(biāo)是通過整合小型分布式、基于消費(fèi)者的發(fā)電和消費(fèi)單元積極參與電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行來釋放靈活性。小型柔性電力資源積極參與電網(wǎng)，互聯(lián)不斷優(yōu)化，將在能源領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
由于Equigy可以同時(shí)處理多個小型交易，因此它需要一個安全和可擴(kuò)展的架構(gòu)，以確保所有相關(guān)方之間的信任和透明度。所有參與的TSOs的共同愿景是明確的：未來將有數(shù)百萬家庭參與穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)行。
Equigy是誰？
Equigy基于區(qū)塊鏈技術(shù)，可以安全、經(jīng)濟(jì)、透明地執(zhí)行來自數(shù)百萬個獨(dú)立系統(tǒng)的交易行為。這將創(chuàng)建一個單一的、不可變且安全的數(shù)據(jù)源，所有各方都可以從中受益。Equigy中明確的規(guī)則和法規(guī)允許消費(fèi)者、企業(yè)和制造商輕松地在所有參與的國家/地區(qū)（無論身在何處）推銷電動汽車、家用電池和熱泵中的靈活電力容量，從而簡化這些靈活電力容量進(jìn)入電力市場的過程。
同時(shí)，所有本地或區(qū)域靈活性平臺都可以連接到Equigy平臺，因此可以使盡可能多的靈活資源加入其中。這意味著Equigy不是單一的，而是可以集成到現(xiàn)有的電網(wǎng)穩(wěn)定資源和技術(shù)中去。而且該技術(shù)和軟件是開源的，并且免費(fèi)向使用者提供，以促進(jìn)能源價(jià)值鏈中輔助應(yīng)用程序的開發(fā)。Equigy平臺現(xiàn)在已經(jīng)成功啟動，測試該技術(shù)的試點(diǎn)項(xiàng)目將持續(xù)到2020年底。
在瑞士，這個項(xiàng)目吸引了很多人的關(guān)注。許多合作伙伴表示有興趣參加。瑞士電網(wǎng)首席執(zhí)行官Zumwald評論道：“我們很自豪能成為Equigy的合伙創(chuàng)始人，由TSO推動這項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃是很自然的，我們不受商業(yè)限制，能夠以中立的立場運(yùn)作新平臺?！?
在德國和荷蘭，Equigy也擁有多個合作伙伴。TenneT首席執(zhí)行官Beek強(qiáng)調(diào)了該項(xiàng)目對歐洲的意義：“Equigy源于歐洲合作，在共同的歐洲市場，我們應(yīng)該共同開發(fā)電網(wǎng)平衡的解決平臺。我們已經(jīng)有相同的接口，沒必要開發(fā)不同的系統(tǒng)，以避免不必要的花費(fèi)。”
丹麥的電網(wǎng)運(yùn)營商Energinet認(rèn)識到Equigy的潛力，并對參與Equigy非常感興趣，正在研究成為Equigy平臺一份子的可能性。Swissgrid、TenneT、Terna和Energinet簽署了意向書，確認(rèn)了將Energinet納入Equigy的共同利益。Energinet的所有合作伙伴計(jì)劃在今年年底前就是否加入Equigy做出決定。
區(qū)塊鏈技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與局限
區(qū)塊鏈技術(shù)自2008年被Satoshi Nakamoto正式提出以來，因其具有的區(qū)塊化、分權(quán)化、開放性等特征，在金融領(lǐng)域、物聯(lián)網(wǎng)、交通運(yùn)輸、供應(yīng)鏈管理、數(shù)據(jù)管理得到了廣泛應(yīng)用。在能源電力領(lǐng)域，通過移植和改造的區(qū)塊鏈技術(shù)也有廣泛的應(yīng)用前景。
表1 區(qū)塊鏈技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用功能與優(yōu)勢[2]
目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)取得了一些成果?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)設(shè)計(jì)電能多邊交易機(jī)制、防止用戶隱私信息泄露和設(shè)計(jì)去中心化的匿名能源交易系統(tǒng)等都已成為可能。國家電網(wǎng)正投資開展基于區(qū)塊鏈技術(shù)的停電險(xiǎn)、光伏補(bǔ)貼和共享儲能等業(yè)務(wù)。南方電網(wǎng)已經(jīng)利用區(qū)塊鏈技術(shù)在綠證交易和電動汽車電子發(fā)票開具等方面取得了一定成果。
圖1 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的新能源上網(wǎng)原理示意圖[2]
但區(qū)塊鏈技術(shù)因?yàn)楸旧淼囊恍┨匦跃窒?，?yīng)用于電力系統(tǒng)也面臨著一些問題。一是區(qū)塊鏈在應(yīng)用電力系統(tǒng)時(shí)響應(yīng)速度可能受限[2]。區(qū)塊鏈應(yīng)用場景決定了其對安全性的要求極高。為了使網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)作，區(qū)塊鏈技術(shù)設(shè)計(jì)了一系列復(fù)雜的共識機(jī)制以確保大規(guī)模的不可信節(jié)點(diǎn)之間可達(dá)成共識，但這也極大地限制了出塊速度，難以適應(yīng)電力系統(tǒng)中對實(shí)時(shí)性要求較高的場景。
二是區(qū)塊鏈在應(yīng)用電力系統(tǒng)時(shí)存在合約漏洞風(fēng)險(xiǎn)。區(qū)塊鏈的智能合約可以極大提升可擴(kuò)展性，也適合于電力系統(tǒng)豐富的業(yè)務(wù)要求。然而，智能合約寫入鏈中，在防止合約本身受到篡改的同時(shí)，也會為合約修改與更新增加障礙。一旦智能合約代碼寫入時(shí)出現(xiàn)錯誤或合約邏輯存在漏洞，則需要付出更大的經(jīng)濟(jì)與時(shí)間代價(jià)才能對合約進(jìn)行彌補(bǔ)。
三是區(qū)塊鏈在應(yīng)用電力系統(tǒng)建設(shè)成本高昂。區(qū)塊鏈的運(yùn)作要求節(jié)點(diǎn)具備存儲分布式賬本和生成、驗(yàn)證區(qū)塊的能力，同時(shí)還要求節(jié)點(diǎn)之間具有通信線路實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的兩兩連接。但現(xiàn)有電力系統(tǒng)內(nèi)部的通信網(wǎng)絡(luò)一般都只在相鄰層級的設(shè)備之間建立連接，并且底層設(shè)備不一定具備擴(kuò)展?jié)摿?。進(jìn)行全面更新改造則需要耗費(fèi)巨大成本，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。
雖然區(qū)塊鏈在電力系統(tǒng)中可能還存在一些問題，但隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用將會越來越廣泛，實(shí)用化的區(qū)塊鏈平臺也將不斷在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)。
參考資料
[1] https://equigy.com/
[2] 王勝寒,郭創(chuàng)新,馮斌,張浩,杜振東.區(qū)塊鏈技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用：前景與思路[J].電力系統(tǒng)自動化:1-15[2020-05-14]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20200416.1709.045.html.
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[4] 平健，陳思捷，張寧，等. 基于智能合約的配電網(wǎng)去中心化交易機(jī)制[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2017，37（13）:3682-3690.
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[6] http：//www. sgcc. com. cn/html/sgcc_mobile/col2019042502/2019-12/04/20191204101504543540587_1.shtml.
[7] http://www. csg. cn/xwzx/nygc/201910/t20191029_305529.html.
[8] https://www.tscnet.eu/launch-of-the-equigy-balancing-platform/
