翻译 | 崔凯翔

编辑 | 姜黎

近年来，世界能源供应体系正在发生改变，可再生能源在电力供应中所占据的份额越来越大，地位也越来越重要。但可再生能源的特点也导致电力供应的稳定性不足。通常输电系统运营商（TSO）需要准备具有一定灵活性的电力资源来帮助稳定电力供应，过去主要依赖于化石燃料的发电来提供灵活性，而诸如电动汽车、热泵等消费类设备在消耗电能的同时，其本身就是一个储能设备。基于此，TSO是否可以改变思路，转向需求端以实现电力供应的灵活性呢？

区块链技术使小型柔性电力资源进入供电系统成为可能

为了缓解不断增长的可再生能源发电接入电网给电力稳定供应带来的压力，减少为提供灵活性而无功运转的大型化石燃料发电厂的成本损失，欧洲的电力运营商突破国界限制，开发了一个基于区块链技术和物联网技术的电网平衡平台Equigy。这个基于区块链技术的平台使小型柔性电力资源进入供电系统，为电网提供灵活性成为可能。

Equigy平台由IBM公司开发，目前由荷兰和德国部分地区的电网供应商TenneT、意大利供应商Terna和瑞士供应商Swissgrid合作支持。Equigy平台可以作为TSO辅助服务市场与提供平衡服务的市场参与者之间的数字连接。TSCNET客户Energinet，即丹麦的电网运营商已正式表示有意加入该平台，这将把Equigy的应用扩展到丹麦。

通过跨国合作，瑞士的Swissgrid、荷兰和德国的TenneT、意大利的Terna希望建立一个新的电力平衡标准，提升灵活性，减少可再生能源对电网的影响。

与以前的地区级有限平衡项目一样，Equigy的目标是通过整合小型分布式、基于消费者的发电和消费单元积极参与电网稳定运行来释放灵活性。小型柔性电力资源积极参与电网，互联不断优化，将在能源领域的转型中发挥关键作用。

由于Equigy可以同时处理多个小型交易，因此它需要一个安全和可扩展的架构，以确保所有相关方之间的信任和透明度。所有参与的TSOs的共同愿景是明确的：未来将有数百万家庭参与稳定电网运行。

Equigy是谁？

Equigy基于区块链技术，可以安全、经济、透明地执行来自数百万个独立系统的交易行为。这将创建一个单一的、不可变且安全的数据源，所有各方都可以从中受益。Equigy中明确的规则和法规允许消费者、企业和制造商轻松地在所有参与的国家/地区（无论身在何处）推销电动汽车、家用电池和热泵中的灵活电力容量，从而简化这些灵活电力容量进入电力市场的过程。

同时，所有本地或区域灵活性平台都可以连接到Equigy平台，因此可以使尽可能多的灵活资源加入其中。这意味着Equigy不是单一的，而是可以集成到现有的电网稳定资源和技术中去。而且该技术和软件是开源的，并且免费向使用者提供，以促进能源价值链中辅助应用程序的开发。Equigy平台现在已经成功启动，测试该技术的试点项目将持续到2020年底。

在瑞士，这个项目吸引了很多人的关注。许多合作伙伴表示有兴趣参加。瑞士电网首席执行官Zumwald评论道：“我们很自豪能成为Equigy的合伙创始人，由TSO推动这项雄心勃勃的计划是很自然的，我们不受商业限制，能够以中立的立场运作新平台。”

在德国和荷兰，Equigy也拥有多个合作伙伴。TenneT首席执行官Beek强调了该项目对欧洲的意义：“Equigy源于欧洲合作，在共同的欧洲市场，我们应该共同开发电网平衡的解决平台。我们已经有相同的接口，没必要开发不同的系统，以避免不必要的花费。”

丹麦的电网运营商Energinet认识到Equigy的潜力，并对参与Equigy非常感兴趣，正在研究成为Equigy平台一份子的可能性。Swissgrid、TenneT、Terna和Energinet签署了意向书，确认了将Energinet纳入Equigy的共同利益。Energinet的所有合作伙伴计划在今年年底前就是否加入Equigy做出决定。

区块链技术在电力系统中的应用与局限

区块链技术自2008年被Satoshi Nakamoto正式提出以来，因其具有的区块化、分权化、开放性等特征，在金融领域、物联网、交通运输、供应链管理、数据管理得到了广泛应用。在能源电力领域，通过移植和改造的区块链技术也有广泛的应用前景。

表1 区块链技术在电力系统中的应用功能与优势[2]

目前，区块链技术在电力系统中的应用已经取得了一些成果。基于区块链技术设计电能多边交易机制、防止用户隐私信息泄露和设计去中心化的匿名能源交易系统等都已成为可能。国家电网正投资开展基于区块链技术的停电险、光伏补贴和共享储能等业务。南方电网已经利用区块链技术在绿证交易和电动汽车电子发票开具等方面取得了一定成果。

图1 基于区块链技术的新能源上网原理示意图[2]

但区块链技术因为本身的一些特性局限，应用于电力系统也面临着一些问题。一是区块链在应用电力系统时响应速度可能受限[2]。区块链应用场景决定了其对安全性的要求极高。为了使网络正常运作，区块链技术设计了一系列复杂的共识机制以确保大规模的不可信节点之间可达成共识，但这也极大地限制了出块速度，难以适应电力系统中对实时性要求较高的场景。

二是区块链在应用电力系统时存在合约漏洞风险。区块链的智能合约可以极大提升可扩展性，也适合于电力系统丰富的业务要求。然而，智能合约写入链中，在防止合约本身受到篡改的同时，也会为合约修改与更新增加障碍。一旦智能合约代码写入时出现错误或合约逻辑存在漏洞，则需要付出更大的经济与时间代价才能对合约进行弥补。

三是区块链在应用电力系统建设成本高昂。区块链的运作要求节点具备存储分布式账本和生成、验证区块的能力，同时还要求节点之间具有通信线路实现节点的两两连接。但现有电力系统内部的通信网络一般都只在相邻层级的设备之间建立连接，并且底层设备不一定具备扩展潜力。进行全面更新改造则需要耗费巨大成本，造成严重的资源浪费。

虽然区块链在电力系统中可能还存在一些问题，但随着区块链技术的不断发展和完善，其在电力系统中的应用将会越来越广泛，实用化的区块链平台也将不断在电力系统中出现。

参考资料

[1] https://equigy.com/

[2] 王胜寒,郭创新,冯斌,张浩,杜振东.区块链技术在电力系统中的应用：前景与思路[J].电力系统自动化:1-15[2020-05-14]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20200416.1709.045.html.

[3] KANG J，YU R，HUANG X，et al. Enabling localized peer-topeer electricity trading among plug-in hybrid electric vehicles using consortium blockchains [J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics，2017，13（6）：3154-3164.

[4] 平健，陈思捷，张宁，等. 基于智能合约的配电网去中心化交易机制[J].中国电机工程学报，2017，37（13）:3682-3690.

[5] GAI K， WU Y， ZHU L， et al. Privacy-preserving energy trading using consortium blockchain in smart grid[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics，2019，15（6）:3548-3558.

[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/