[发明专利]一种基于区块链的能源路由装置及能源管理方法

说明书

本发明提供一种基于区块链的能源路由装置及能源管理方法，属于能源互联网领域。该能源路由装置包括控制模块、计量模块、存储模块、区块链模块、通讯模块和定位模块。本发明利用物联网的多层级结构，实现能源交换，同时以不同需求的用户作为节点，建立节点间的价值信任；该路由装置设有计量模块，分布式能源、蓄能以及能源用户的输入量与输出量的双向计量，使分散式智能微电网的能源能够计量、交易和记录，分布式的输出侧与供应侧通过能源路由器作为交易收费的依据，使微电网在经济上更加可行；该装置设置有区块链模块及能源监控模块，通过能源监控模块与区块链模块实现信息交互，根据区块数据可追溯能源交换信息、可结算能源交易。

技术领域

本发明属于能源互联网领域，特别涉及一种基于区块链的能源路由装置及能源管理方法。

背景技术

能源互联网是在现有能源供给系统与配电网的基础上，通过先进的电力电子技术和信息技术，融合了新能源技术和互联网技术，将大量分布式能源采集装置和分布式能源储存装置互联起来，实现能量和信息双向流动的能源对等交换和共享网络。无论是传统电网，还是信息能源融合下的能源互联网，电力流的输送都需按照区域分布特点，分层分级地输送或交换，既能够实现能源的有效传输和高效利用，又能够保障安全、有序地进行管控。

能量路由器作为能源互联网的关键核心设备，实现能源互联网中多种形式能量的协调管理、可再生分布式能源的高效利用以及保障电网的安全可靠运行。在能源互联网中，能量路由器的主要任务是调整能量的流动和进行实时的信息传递，可以实现能源信息的量测采集、能源路由的分析与控制以及能源的定向传输。由于能源互联网对能源系统的暂态性能要求高，能源路由器不仅要满足用户的交易需要，同时要对网络中能源的任何关联变化做出及时的反应。

能量路由器的功能取决于其在能源互联网所处的位置及在网络中的层次。在微电网中，能源路由器与用户设备相连接，设备类型主要有分布式能源、储能单元和各类负荷等，这些设备和能量路由器共同构成了一个“局域”能源互联网，能量路由器作为中央控制器。同时，能源路由器将所有微电网联结起来，形成广域能源互联网。

从能源路由网络实现的角度，把能源互联网划分为能源终端网络、能源互联微网和广域能源互联网3个层级，并在此基础上将能源路由器分为微网路由和广域能源路由两个层级的路由结构。

微网负荷模型与终端负荷模型集是能源路由控制的基础和对象，它们共同完成能源互联网中的能源交换机制。终端负荷模型集是指局域能源微网内所有功率实体的数学模型集合，它描述了功率实体在微网运行时的实时功率状况。一般地，终端负荷数学模型包括：发电侧的光伏发电模型、风力发电模型、火力发电模型；储能侧的相变储能模型、化学储能模型；消纳侧的阻抗模型和等效获得的燃气模型、热力模型等。微网负荷模型是指单个微网的总负荷特性，它定量地描述该微网功率冗余或不足的变化规律，为广域能源路由控制提供依据。微网负荷模型的建立需依据局域能源路由的实时运行数据，也是一类时变模型。

能源路由器作为能源互联网的关键节点，实现能量管理和能量交换，对输入/输出能源进行计量，并可根据用户负荷动态地路由能源方向。然而在目前能源路由器的关键技术中，对于计量的价值信任遭到质疑，也缺少一种合理的路由策略来对互联网中的能源进行自适应调度。

区块链是一种以时间顺序将交易信息打包成数据区块组成的块链式数据结构。区块链技术本质上是一个去中心化的加密数据库，通过加密和分布式共识机制的技术手段来解决参与方的信任问题和数据的安全问题，区块链上存储的数据由全网节点共同维护，从而有效传递价值信息。区块链自身特点包括不可篡改、可追溯、对参与方透明等特性，进而创造信任、传递价值。通过使用智能合约，经过双方同意的合约规则可在不受人为干预的情况下自动执行，进一步增加区块链技术作为“信任机器”的特点，在广泛应用下可能成为“信任社会”的信用基础设施。

发明内容