第1章 数字经济篇

1.1 基于区块链的共享储能平台

【案例相关单位】国家电网有限公司、国家电网青海省电力公司、国网区块链科技（北京）有限公司

【案例提供人员】蒋炜、周群星、王栋

1.背景

2021年4月，国家发展和改革委员会（以下简称“国家发展改革委”）、国家能源局联合发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见（征求意见稿）》，首次明确了新型储能设施的独立市场主体地位。储能电站将不再作为火电、新能源的附带设施，而是以独立身份参与中长期交易、现货交易和辅助服务等电力市场的各类活动，不断丰富电力市场业态，加速推动实现能源领域“碳达峰、碳中和”目标。为响应国家大力发展“新能源+储能产业”政策号召，国家电网有限公司（以下简称“国网”）积极发挥央企担当作用，依托青海省得天独厚的新能源资源条件，开展共享储能应用探索，依托区块链技术和市场化机制，破解共享储能面临的数据共享难、分散交易主体认证难、部门协同管理难、结算过程复杂、市场透明度低等问题。

作为一项新兴技术，区块链越来越受到国家和企业的重视。国家能源局在《2022年能源工作指导意见》中指出，要实施“区块链+能源”创新应用试点。国网积极探索区块链在能源行业的应用，利用区块链技术的去中心化、不可篡改、全程留痕、可信追溯、集体维护、透明公开等特点，构建基于区块链的共享储能平台，助力共享储能业务在数据安全、交易结算、可信认证等方向探索创新应用。

2.主要痛点及解决方案

1）主要痛点

受制于天气条件，风电、光伏等可再生能源发电具有间歇性、波动性和随机性，可调控性较弱，短时间内较易出现功率过大或缺额现象，直接并网会降低电网稳定性和能量利用率，给电网规划与调度带来挑战，引发“弃风”“弃光”现象。共享储能作为一种储能新形式，有力推动了电力辅助服务市场的发展。不过，其面临着交易主体数据的真实性难以保障，结算规则复杂，结算过程自动化、可信化、便捷化程度低，市场透明度、公信度有待提升等痛点，难以满足未来多主体交易的需求，共享储能市场化运营机制有待进一步完善。

2）解决方案

国网依托国内最大能源区块链公共服务平台“国网链”，构建了基于区块链的共享储能平台，其架构如图1-1-1所示。该平台包括调峰辅助服务、共享储能交易、智能调度控制、储能电站运营4个支撑模块，在区块链底层基础设施层面搭建了基础组件，由账本服务、共识算法、智能合约构成核心层，由用户管理、区块链运行管理、分布式身份认证等构成应用层，支撑资源监控、节点控制、接口监控等操作运维，支持日志查看、内容查看、权限管理等系统管理工作，为共享储能规模化应用提供了有效支撑。

基于区块链的共享储能平台可支撑区域内储能装置、新能源发电厂参与电力调峰辅助服务市场化交易，采用共享储能模式，对储能单元存储的清洁电力能源进行统一调度与管控，满足电力调峰辅助服务从组织申报、交易到调度、结算的全流程工作需求。该平台利用隐私计算、共识算法等技术，实现上链数据精准追溯、不可篡改，保证交易数据安全可信；通过智能合约自动执行交易的清分结算，建立可信的能源交易机制，以市场化手段分配收益，实现多方共赢，构建储能设施和新能源发电企业之间灵活、高效、可信的市场化交易机制。

调峰辅助服务支撑模块可以获取调峰辅助服务初始阶段的调峰需求，匹配供需双方的信息，提供用户管理、信息上报、调度计划发布、调度指令下达、调峰情况记录和运行汇总统计等基本功能，记录各新能源发电厂机组和储能设施每日的出力信息、储电信息，匹配决策辅助数据和量价曲线。该支撑模块利用区块链不可篡改、可信认证、可追踪的特性，对决策辅助数据和量价曲线进行链上存证，保存多方互认的调峰需求记录，实现每一笔申报信息都真实可查、清晰对账，促进共享储能后续交易的达成和清分结算的准确、快速展开，提升调峰辅助服务的真实性、可靠性、安全性。

共享储能交易支撑模块可以实现日前新能源和储能双边报价排序，日内每分钟进行一次共享储能市场开启条件计算，在开启市场后完成实时竞价边际出清，通过区块链分布式存储、共识算法和智能合约等技术提供多主体之间的交易结果清分，实现电力调峰辅助服务市场化交易执行结果与财务支付的无缝衔接。所有交易操作都在链上记录且不可篡改，形成交易全过程账本，提高交易数据的安全性和公信力，保障电力市场中电费的高效结算和资金的安全，有效防止违约、抵赖等行为，打造能源公平交易与安全管控模式。基于区块链的共享储能交易流程如图1-1-2所示。

共享储能交易支撑模块将出清结果按照分钟级下达至智能调度控制支撑模块，由智能调度控制支撑模块点对点完成储能与新能源市场化交易结果的实时、精准控制执行。当未达成市场化交易且条件允许时，智能调度控制支撑模块可通过智能合约需求匹配引擎获取新能源机组深度调峰和电储能双向调峰的相关参数信息，结合日前发电计划所需的各项参数信息，匹配新能源发电厂与储能设施的需求，按照约定的价格直接调用储能，实现新能源发电厂与储能设施调度信息、出清价格的匹配。

该平台内还有储能电站运营支撑模块，业主单位、管理部门、运维部门和一线设备供应商可参与储能电站的运行、维护、设备管理等诸多环节，形成了一个分布式的、受监督的储能电站区块链数据网络，利用分布式数据存储、点对点传输、共识算法、加密算法等区块链技术，将立项论证、厂家承诺、设计指标、设计方案、研制生产、试验结果、交付服役、技术状态、退役报废等资料数据上链，实现数据存证溯源、不可篡改、可信可靠，同时提供数据分析报告等增值服务，对储能电站中每一节电池的健康状态、电量贡献度等进行实时监控和管理。

3）应用效果

自基于区块链的共享储能平台上线以来，国网率先在青海省开展试点工作。截至2021年年底，该平台在青海省共享储能工作中共支撑360余座新能源场站参与储能调峰辅助服务市场化交易，累计成交3000余笔，充电约9000万千瓦时，放电约6400万千瓦时，获得补偿费用5200万元，新能源增发电量约9300万千瓦时，实现了多方共生共赢，缓解了电网调峰压力，有效促进了新能源消纳。

该平台进一步完善了储能资源大规模参与新能源消纳的商业模式和价格激励机制，利用市场化经济手段，全面盘活电力调峰市场，降低调峰成本；利用市场化交易机制的竞价特性，降低企业生产成本，提高社会经济水平；利用市场化交易补偿、分摊机制，增加电厂侧的综合经济效益，规范储能电站运营管理，提升储能电站运营年限，降低运维费用；对外提供储能交易数据查询、统计、分析等服务，促进数据增值变现。

3.创新与亮点

基于区块链的共享储能平台是区块链技术在能源领域的成功实践，它具有以下创新与亮点。

1）构建基于智能合约的结算交易机制，实现精准确权

该平台通过智能合约自动计算受阻电力、电量和电价，并将计算结果在链上存证，实现交易结果的精准确权。

2）解决交易分散、主体互信认证等问题

区块链技术的去中心化、集体维护、数据透明、可追溯等特性高度契合储能的分散式布局、贡献度互认等场景，可以有效解决共享储能市场化交易分散、主体之间信任度低等问题。

3）优化共享储能管理模式

该平台依托区块链技术，构建开放、共享、透明、公开的市场化交易环境，结合调峰、交易、调度等运营管理应用建设，形成闭环市场监管机制，改变过去无序、低效、高投入的管理模式，促进发电厂生产运行的优化和管理水平的提升，优化储能电站的资源管理配置，满足电网侧的调度要求与用户侧的用电需求。

4）构建可复制的共享储能商业模式

该平台利用区块链技术优势，着力解决交易数据可信度低、清分结算难等问题，实现储能电站电量数据真实可靠，保障调峰辅助服务市场中各主体参与交易的过程透明、可信、安全、有效，构建更加开放、共享、透明、公开的市场化交易环境，建立储能资源大规模参与电力市场的可复制商业模式和价格激励机制，为更多储能企业参与调峰辅助服务交易提供可行路径。

5）提高电力企业的社会公信力

该平台通过区块链技术保障市场参与主体信息共享，提升各参与主体数据的真实性和可信性，加强社会公众、有关部门对电力市场的监督和管理，有效提高电力企业的社会公信力。

参考文献

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