美国国家可再生能源实验室(NREL)的韦恩·汉克斯(Wayne Hicks)展示了一项研究，该研究可以创建一个虚拟的区块链“产消者”会计系统，从而复制一个大型电站级电网。无数独立的家庭拥有各自的电力储存设备和发电设备，而这款实际应用的目的就是使他们之间能够进行电力买卖;这无疑开辟了一条革命性的道路。区块链是一个分布式的、需由多方同意和执行的数字交易记录。随着电气化程度不断提高，人们对传统电网扩张的需求增加，而该项目成功实施后，家庭间的相互供电可以减少这一需求。此外，它还为过剩产能创造了一个市场，这将是一个重要的效率增益。
我们对未来国家能源电网的共同愿景是，房主将屋顶太阳能电池板生产的未使用电能出售给社区其他人，并共同努力确保人人使用电网具有可靠性、弹性和安全性。但电网如何管理如此复杂的大规模能源交易呢?
一些新兴的解决方案依赖于区块链技术。美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员正在利用实验室能源系统集成设施(ESIF)的硬件，评估区块链用于交互能源的使用，它可能会重塑电力系统的运行世界。
1.配电网运行决策
“配电网运行决策是革命性的，”NREL住宅建筑研究小组的机械工程师、区块链试点项目的首席研究员戴恩·克里斯坦森(Dane Christensen)说到。“这就像20世纪80年代的人在阐述互联网带来的经济机遇，每个人都会嘲笑你的。这就是区块链应用正在发生的事情——另一场技术革命的基础工具正在出现，而配电网可能是其中之一。”
2.能源区块链:美国国会正在关注
在能源行业使用区块链的潜在机会有很多。去年，美国国会研究服务处注意到分布式能源(如屋顶太阳能)的生产者越来越偏好向邻居出售电力。如今，公用事业公司通过使用一个被称为能源管理系统(EMS)和高级配电管理系统(ADMS)的复杂软件平台来管理电网上的电力需求、供应和可靠交付。通过扩大EMS和ADMS的规模来实现数千个家庭间的贸易交互，这就已经很难了，更不用说操作这些家庭中数百万台互相连接的设备了。
“关于区块链的讨论和争议很多，但相关文件却很少，”该项目的首席调查员迪伦·卡特勒(Dylan Cutler)说到。“这个项目是区块链领域不可或缺的第一步，无论是我还是整个实验室，大家都对此项技术十分满意。”
3.电力公司将扮演什么角色?
值得注意的是，卡特勒指出，区块链在能源市场的使用需要对电网可靠性、弹性和网络安全问题进行检查。卡特勒最初的研究没有考虑到电力公司在点对点能源交易中扮演的角色，他表示未来的研究一定会考虑到这一点。
卡特勒说:“我认为我们必须认识到，电力公司拥有我们的电网基础设施，它们有责任提供和维持合理的电力质量。如果你要卖电给你的邻居，这就使用了公用事业的资产。公用事业公司需要意识到这一点，并得到一些补偿。”
4.业主和电力公司获得的好处
NREL项目的联合首席研究员克里斯坦森(Christensen)和Sivasathya Pradha Balamurugan表示，使用区块链能够加强公用事业和客户之间的协调，以实现互惠互利。对于用户使用不完的太阳能、风能等可再生资源产生的电力，可以将其转移到电网上，但这种操作受到了一些限制：馈电线是用来把电压从变电站传送到变压器的，但实际上并不是为电力的双向流动设计的。
5.虚拟试点模拟活跃电网
NREL和Exelon表示，利用区块链的新研究结果，公用事业公司可以开展试点项目。“NREL的虚拟试点项目要尽可能地安装于一个活跃的电网上。该项目将确定客户利益、公用事业成本/利益，并在部署前帮助降低区块链市场解决方案的风险。”
6.区块链电网:还需5-10年
NREL能源系统集成实验室副主任胡安·托雷斯(Juan Torres)预测，区块链技术还需要5-10年时间才能巩固其在能源领域的地位。目前还未实行邻居间相互购买电力的机制。
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