超硬核文章丨基于区块链和通证经济的跨国跨洲电力市场机制设计-第3页-北极星售电网

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3.4 发电商决策

若发电商在时段 k 使用清洁能源，将在时段k+1获得通证奖励，即使用清洁能源带来的收益是远期的。发电商可以根据自身和电网情况采用各种通证策略，比如考虑自己和其他发电商长期的清洁能源产出和网络阻塞情况等，由此甚至导致通证博弈和通证市场的产生，在后续研究中会做专门的研究。本文假设每个发电商都会使用以下简单通证策略：每个发电商预测并提前使用k+1时段将要获得的通证，并在k时段用这些通证换取优先出清电量和输电权，由式（14）描述。

为比较不同决策下的收益，将优先出清电量的兑换率与输电权兑换率设置相同数值，市场激励与考核机制的相关参数见表4。

为了对比分析本文所提机制对使用清洁能源的发电商带来的收益，本节算例假设市场中每次只有一个发电商进行清洁能源出力，清洁能源的波动范围为±10%，并设置3种场景对发电商的策略进行分析：场景1，发电商不使用清洁能源；场景2，发电商使用清洁能源，通证用于兑换优先出清电量；场景3，发电商使用清洁能源，通证用于兑换输电权。

（1）场景1

在不使用清洁能源时，发电商不能获得通证，其收益仅为电力市场中的售电收益，机组的收益见表5。场景1作为传统电力市场出清场景，作为基准情况与场景2和场景3进行对比。

2）场景2

由于优先出清电量不参与市场竞价，发电商用通证换取优先出清电量后会改变自身在市场中的出力约束条件，从而改变中标电量和出清电价。考虑到清洁能源出力的不确定性，如果出现发电缺额，发电商将需要支付罚款。本节中取清洁能源出力最差的情况（即清洁能源实际出力为预测值的90%）来对比发电商获利情况。发电商的收益随αi变化的曲线如图6和图7所示。

从图6中可以看出，随着发电商A清洁能源出力的提高，所有发电商的收益都在增加，这是因为发电商A减少了市场竞争电量空间，市场出清价格随之增加。当清洁能源出力比例足够大时，通证的奖励系数也会增大，从图中可以看出，当出力比例为0.7时，各发电商的收益会有一个小幅激增，这样的奖励函数会鼓励发电商进行更大比例的清洁能源出力。然而，从图7中可以看出，发电商F与其他发电商存在较大差异，其利润随αi的增加而减少。这是因为本文所设置的新能源出力仅为计划值的90%，发电商F支付了较大的考核费用。考虑到发电商F在市场竞争中具有较大优势，使用通证兑换优先出清电量的策略并不是最优策略。因此，发电商需要根据自身的运行特性来决定是否使用通证。

（3）场景3

在本场景下，发电商选择兑换输电权前将预测自身所在国家或者区域的输电阻塞情况，阻塞严重时通过转售输电权可获得较大的利益。与兑换优先出清电量不同的是，发电商兑换输电权不会影响自身的出力约束和市场报价，本节仍然考虑清洁能源出力最坏的情况，发电商收益随αi变化的曲线如图8所示。

从图8可以看出，A国在该出清时段不存在输电阻塞，因此A国的发电商无法通过输电权获得额外的收益，而B国和C国发电商可以利用输电权以较高的输电阻塞价格获得较大收益。与场景1相比，发电商F的收益变为原来的1.5倍，发电商G的收益增长为原来的近2倍。同样地，从图中可以看出，当出力比例为0.7时，各发电商的收益会有一个小幅激增，这是由于清洁能源出力比例增大使通证奖励系数增大了。对比图7和图8可以发现，发电商J利用通证兑换优先出清电量获利较多，而发电商F则利用通证兑换输电权获利较多。由此可见，不同的发电商会根据自身的运行环境做出不同的决策，也说明了对应多种权益的通证在促进发电商使用清洁能源发电方面的稳定激励作用。

3.5 跨国跨洲电力区块链的应用实例

电力交易匹配结果如图9所示，以发电商A的交易为例，发电商A向用户C3出售680 MW电量，向用户A3出售261 MW电量，因此发电商A需分别单独与用户C3和用户A3签订智能合约。假设某天12:00发电商A的新能源出力比例为0.1（即94.1 MW），在30 min之后，通过考核的发电商所签订的智能合约将会自动执行，它将获得用户 C3支付的43 764.8元和用户A3支付的16 797.96元，同时还会获得电力区块链奖励的3.764个通证。发电商A的交易信息见表6。

结束语

当前，全球能源互联网的建设需要创新性的市场基础设施和新的商业模式来保障多个国家之间的可信任交易。

本文设计了一种基于区块链和通证经济的跨国跨洲电力市场，使各国发电商能自由地进行交易与决策，并保证了交易的安全可靠与自动执行。利用通证经济，激励发电商实施“期望行为”来获得和使用通证化收益，以期在电网运行中换取更多的权益和收益。本文在全球能源互联网背景下提出了一种具有创新性的激励机制，也为发电商和消费者在能源生产和消费策略方面提供了更为丰富的选择。

原标题：基于区块链和通证经济的跨国跨洲电力市场机制设计

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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