隨著物聯網技術的飛速發展,能源互聯網的智能化轉型已成為全球趨勢。在這一背景下,傳統電網定價機制的僵化與實時性不足,難以適應分布式能源大規模接入、用戶側互動需求激增的新格局。上海理工大學李軍祥、周繼儒、何建佳等學者聚焦這一前沿問題,提出了《基于區塊鏈的電網實時定價混合博弈研究》,巧妙地將物聯網技術、區塊鏈與博弈論相結合,為構建高效、透明、可信的智能電網定價體系提供了創新性解決方案。
一、 研究背景:物聯網時代電網定價的新挑戰與機遇
物聯網技術通過海量傳感器、智能終端實現了電網物理設備與信息系統的深度融合,使得實時、精細地采集發電、輸電、用電數據成為可能。這為實時定價提供了數據基礎,但也帶來了新挑戰:參與主體(如分布式光伏所有者、電動汽車用戶、儲能運營商、傳統用戶)數量劇增且行為復雜,傳統的集中式定價模型難以協調多方利益,缺乏激勵與信任機制。而區塊鏈技術以其去中心化、不可篡改、可追溯的特性,為解決多主體間的信任與協同問題提供了理想的技術框架。
二、 核心框架:區塊鏈賦能下的混合博弈模型
李軍祥、周繼儒、何建佳團隊研究的核心在于構建一個“區塊鏈+物聯網+博弈論”的混合框架。
- 物聯網層作為感知基礎:遍布電網各環節的智能電表、傳感器等物聯網設備,實時收集發電成本、負荷需求、網絡狀態、用戶偏好等數據,并安全上傳至區塊鏈網絡。
- 區塊鏈層作為信任與執行平臺:利用智能合約自動執行預設的定價規則與博弈邏輯。所有交易記錄、出價、定價結果均被加密并分布式存儲,確保過程公開透明、不可篡改,極大降低了信息不對稱和交易摩擦。
- 混合博弈層作為決策核心:研究創新性地采用了混合博弈模型。這通常結合了非合作博弈與聯盟博弈的思想。例如,在實時市場中,眾多用戶(產消者)在非合作博弈中根據電價信號調整自身用電或發電行為,以最小化自身成本或最大化收益;某些用戶或聚合商又可以形成聯盟(如虛擬電廠),通過內部協作提升整體議價能力,參與更高層級的市場博弈(聯盟博弈)。區塊鏈智能合約自動結算聯盟內部的利益分配,確保公平可信。
三、 技術優勢與應用價值
- 實時性與效率:基于物聯網的實時數據流和區塊鏈智能合約的自動執行,定價與結算可接近實時完成,能快速響應供需波動,提升電網運行效率。
- 激勵相容與需求響應:通過博弈模型設計電價,能有效激勵用戶在電價高時減少用電或反向售電,在電價低時增加用電,平滑負荷曲線,促進可再生能源消納。
- 安全與信任:區塊鏈技術保障了數據真實性與交易安全性,防止惡意篡改和單點故障,建立了無需第三方中介的信任環境,降低了監管成本。
- 促進多元化主體參與:為海量的分布式資源(如家庭光伏、儲能電池、電動汽車)提供了安全、低成本參與電力市場的通道,激活了用戶側的靈活性資源價值。
四、 展望與啟示
上海理工大學團隊的這項研究,不僅是一項理論創新,更是對未來能源交易模式的一次重要預演。它揭示了物聯網技術與區塊鏈在重塑關鍵基礎設施運營模式方面的巨大潛力。隨著5G、邊緣計算等技術與該框架的進一步融合,電網實時定價將更加精準、自動化,最終推動構建一個真正去中心化、民主化、高效可持續的智慧能源生態系統。
該研究為學術界和工業界提供了寶貴的交叉學科研究范例,表明解決復雜系統工程問題需要融合信息、通信、經濟與管理等多領域知識,其思路亦可擴展至交通、供應鏈等其它需要多主體協同與實時資源定價的物聯網應用場景。