徐清阳 尹晓然 赵可欣
江苏大学京江学院 江苏 镇江 212013
摘要：本文主要探讨虚拟电厂在区块链中的用户参与度评估。由于第三方服务使用DES数据由于缺少针对DES的算法模型和分析工具，不利于对DES数据的使用。所以本文提出交易数量稳定性这一指标，最终提出用户参与度评估模型，通过评估用户交易数量，为第三方服务提供辅助工具和评价依据。
关键词：虚拟电厂；区块链；用户参与度
中图分类号： F062.2 文献标识码： A 文章编号：Y19C123
一、虚拟电厂与区块链定义
区块链是一种多节点参与去中心化的分布式数据库，相当于多技术的组合，主要包括对等网络、密码学加密方案、智能合约等关键技术，记录不可篡改的数据信息。因此，区块链技术具有去中心化、可靠数据库、去信任、交易准匿名性、集体维护等特点[1]。根据准入规则划分，区块链可以分为：公有链、联盟链和私有链[2]。
虚拟电厂是通过将分布式发电设备，可控负载和储能设备合并来形成一个控制单元，控制单元内的电能流向以及与主网的电能交换，即通过分布式能源管理系统(DES)将不同地方的清洁能源、储能系统和可控负荷合并作为一个特别的电厂参与电网运行[1]，它不仅可以将各种不同发电方式的分布式能源整合，而且可以将各类分布式电源的功能特性结合，综合空间特性形成一个整体。由此可知，虚拟电厂是目前高效利用和促进新能源、可再生能源发电的较为有效的形式[3]。
当前区块链技术能用于虚拟电厂的建设，解决当前问题，为未来融合添砖加瓦。有四点原因：一，虚拟电厂可学习去中心化，分散控制多种分布式能源；二，虚拟电厂可给予分布式电源读写维护的权利，提高其参与积极性；三，制定智能合约使得虚拟电厂收益自动再分配，减少资金回收周期；四，基于区块链技术的虚拟电厂运行更加安全。
二、用户参与度模型
首先，对本文用户进行定义，用户不单包括传统消费者还包括电力运营参与者。电力运营参与者分为家庭型(DDG)和公用型(PDG)两类分布式电源。其中，DDG的主要是在满足用户自身负荷基础上将盈余电能输送给电网；反之，则由电网向用户输电。典型的DDG系统主要是小型的分布式电源，为工业、商业或个人住宅等服务。而PDG有些不同，其运营的目的主要是将产生的电力传输至电网并进行出售。典型的PDG系统主要包含太阳能等新能源发电装置。
DES具有数据结构单一、数据时序化、数据量大、数据关系冗杂等特征。第三方服务使用DES数据由于缺少针对DES的算法模型和分析工具，不利于对DES数据的使用。交易数据不仅反映金额绝对值，还反映基于时间维度数据的变化。交易数量变化反映用户使用系统的频率[2]。为了使参与度的度量更加准确，减少交易金额的直接影响。用户参与度是一项可以量化的指标[4]，所以本节提出交易数量稳定性(Snt)这一指标作为研究用户参与的具体情况。通过评估用户交易数量稳定性，为第三方服务提供辅助工具和评价依据[5]。
2.1 交易数量稳定性
交易数量的绝对值反映用户参与能力[2]，交易数量时间上的变化反映用户未来参与的能力和趋势。本小节利用图形面积对交易数量稳定性进行评分，记做Snt。其中T表示单位为天的用户平均交易周期，也表示交易之间的衰减周期。用户交易次数稳定性评估的阈值用T来表示，衰减周期内没有交易的用户稳定性得分小于有交易的用户。若某用户在平均交易周期内没有进行新的交易，该用户的交易数量将衰减为0。下图中a所示，第t0天对应的交易数量为C1,T天之后用户产生新的交易,t0 + T时的数量为0。第t1天新的交易计数为C2，两次计数衰减周期不存在交集，因此图a中节点Vi的得分为Sntai(公式2-1)。图b和c表示新的交易与前一次交易数量的衰减周期部分重叠。其中，C2 表示t1天新产生的交易数量，C3 为前一周期计数在两个衰减周期重叠时的剩余值, 两个交易计数的叠加记为C4=C2+C3。图b和c中Vi得分用图里两个三角形面积之和减去重叠部分面积表示，记作Sntbi = Sntci (公式2-1)。
.png)
其中，最终的收敛次数用tc表示，稳定状态下g节点的LR值用LRg(tc)表示，目的是将稳定状态下g节点的得分平均分给每个节点。该算法在迭代过程中是假设节点之间以等概率随机游走。为了计算出网络各个节点的参与度得分，基于LeaderRank ，根据每个用户节点的“交易数量稳定性”，计算出节点初始得分。
三、结论
本文结合当前区块链技术用于虚拟电厂建设的实际，协助以建立用户参与度模型及LearderRank算法等，通过解决当前存在问题，创想其未来的新的可能性。此次关于虚拟电厂在区块链中的用户参与度评估模型的科研项目能够一定程度上帮助解决电力资源浪费问题，以达到绿色环保。
参考文献：
[1].何奇琳,艾芊.区块链技术在虚拟电厂中的应用前景[J].电器与能效管理术,2017(03):14-18.
[2].周洪益,余爽,柏晶晶,卫志农,孙国强,臧海祥,钱苇航.基于区块链技术的虚拟电厂交易管理模式研究[J].电力需求侧管理,2021,23(01):72-76.
[3].卫志农,余爽,孙国强,孙永辉,袁阳,王丹.虚拟电厂的概念与发展[J].电力系统自动化,2013,37(13):1-9.
[4].邹伯涵.微信朋友圈原生广告用户参与度实证研究[J].东南传播,2017(07):129-134.
[5].薛腾飞. 区块链应用若干问题研究[D].北京邮电大学,2019.