Система EnergoChain

Область знаний: «Информатика, Математика, Экономика»

Тематика Энергопрорыв-2017: «Новые сервисы для энергетики на основе технологий распределенного реестра (block chain), искусственного интеллекта, работы с «большими данными»»

Социальная активность: 53

Команда + Вступить в команду

Описание

Цели, задачи и состав проекта

Цель проекта - разработка концепции и создание модели саморегулируемой эффективной системы поставки энгергоресурсов на основе технологии "Блок-чейн" и смарт-контрактов.

Задачей реализации проекта является подготовка платформы для перехода к новой системе распределения, поставки и учета энергоресурсов, в том числе подготовка теоретико-алгоритмической базы, разработка и пилотное апробирование программного обеспечения управления системой и аппаратных узлов, в рамках сектора сектора электроэнергетики. При этом, разрабатываемые подходы применимы к любым системам поставки, транзита, распределения и потребления энергетических и прочих ресурсов (газоснабжение, водоснабжение, отопление, и пр.)

Переход на новую систему поставки энергоресурсов позволит снизить издержки, повысить энергоэффективность и энергобезопасность энергетической системы в целом.

Проект включает следующие теоретические, программные и аппаратные компоненты:

  1. Концепция реорганизации существующей системы поставки, распределения и учета электроэнергии, и построения децентрализованной саморегулируемой системы.
  2. Алгоритмическая база функционирования саморегулируемой системы, где ключевыми технологиями являются: "смарт-контракты", распределенный реестр данных "блок-чейн", а также алгоритмы оптимизации теории графов.
  3. Децентрализованный программный комплекс управления системой, основывающийся на разработанной алгоритмической базе, состоящий из модулей, работающих в узлах системы, хранящих копии распределенного реестра.
  4. Аппаратные компоненты, взаимодействующие с данным программным комплексом, включающие в себя "доверительные" приборы учета (ДПУ) и контрольные узлы (КУ).

Развернутое описание идеи

В настоящее время распределенная сеть поставок электроэнергии управляется централизовано. Регулирование осуществляется "сверху вниз" на все уровни. Такой порождает ряд известных проблем, прежде всего:

  • Требуются значительные трудовые ресурсы и инфраструктурные затраты для прогнозирования потребления ресурса и регулирования выработки.
  • Традиционная организация системы усложняет контроль над всеми ее элементами, в результате чего увеличиваются коммерческие потери по причине неточности прогнозов.
  • Наличие человеческого фактора в системе часто является причиной наличия повышенных потерь в системе передачи электроэнергии от поставщика до конечного потребителя (злоупотребление, умышленное вредоносное вмешательство).
Обобщенная структура разрабатываемой новой системы поставок энергоресурсов приведена на схеме (далее проект описывается с точки зрения применения в секторе электроэнергетики):
Основные активные узлы системы: поставщики электроэнергии, потребители электроэнергии, доверенные приборы учета (ДПУ), контрольные узлы (КУ) и линии передачи (ЛП).
ДПУ - это приборы учета, установленные на точках генерации электроэнергии и точках потребления. Они включены в механизм учета на основе технологии "блок-чейн", и являются доверенными для этой системы. Их задача - контроль изначальной выработки и контроль конечного потребления. Представляют собой традиционные приборы учета электроэнергии, работающие "на вход" и "на выход", оснащенные аппаратными узлами для обмена данными с сетью "блок-чейн". В основном, обладают параметрами, характерными для традиционных приборов учета, такими как класс точности, дата очередной поверки. КУ представляют собой промежуточные узлы, располагающиеся на пути передачи электроэнергии от точки генерации до конечного потребителя. Обладают рядом обязательных и опциональных параметров, таких как пропускная способность (максимальная мощность), уровень технических потерь, параметры взаимосвязи с другими узлами и пр. В электроэнергетической распределительной сети такими узлами будут являться: трансформаторные подстанции, распределительные подстанции, частично - шкафы учета. На контрольных узлах осуществляется автоматическое управление сетью по командам смарт-контрактов. ЛП - это пути транзита электроэнергии между КУ. Характеризуются такими параметрами, как пропускная способность (максимальная мощность), уровень технических потерь, плата за транзит и пр. В системе закладывается модель поведения ЛП, график ТО и пр.

Ключевой характеристикой поставщиков и потребителей, с точки зрения системы управления, является модели поведения потребителей (лимиты и пр.) и поставщиков (модель генерации и функционирования). Эти данные являются первичной входной информацией для алгоритмов оптимизации поставок.

В общем, предметом оптимизации является поиск оптимального пути поставки электроэнергии на основе смарт-контрактов и параметров активных участников системы. На основе сгенерированных путей поставок (цепочек) автоматически формируются команды для КУ.



В чем нуждается проект

Привлечение специалиста по теории рынков электроэнергии для помощи в детализации алгоритмов оптимизации. Проработка алгоритмической базы в целом. Организация работ по защите интеллектуальной собственности. Создание микро-модели для тестирования.

Что может предложить проект

Проект предлагает протестированную на микро-модели платформу новой структуры энергетического рынка на примере системы поставки электроэнергии, в том числе готовую алгоритмическую базу и программно-аппаратные наработки.

Комментарии

Игорь Семенов

Доброе время суток. Меня заинтересовал ваш проект. Однако, при прочтении его описания у меня возникли некоторые вопросы:

1. Вы указываете, что при централизованном подходе к управлению сетью поставок электроэнергии, требуются значительные трудовые ресурсы и инфраструктурные затраты для прогнозирования потребления ресурса и регулирования выработки. Тем не менее, из описания не совсем ясно, в чем заключаются эти затраты и почему применение технологии блокчейн совместно с технологией умных контрактов поможет эти затраты сократить.
2. Одной из проблем, вызванной применением централизованного подхода, согласно вашему описанию, является низкая точность прогнозов (я полагаю, прогнозов потребления электроэнергии). Однако, в описании не сказано, каким образом децентрализация поможет эту точность повысить.
3. В описании утверждается, что доверенные приборы учета, подключенные к системе блокчейн, позволяют избавится от человеческого фактора в системе. При этом, не очевидно, почему такой прибор, привязанный к классической централизованной системе, не сможет обеспечить решение данной проблемы.

Прошу прощения, если я вдруг что-то неправильно понял и заранее спасибо за ваш ответ.

Роман АБИЕВ

Изначально централизованный и децентрализованный подход - принципиально разные. Наш проект позволяет не просто учитывать в системе каждую единицу энергии, но и показывать связанные с ней путь, потери, издержки и т.д. По сути вопросов, если можно, я отвечу примерами:
1. Банковская система (как пример централизованного учета) имеет в составе как минимум инфраструктуру учета - люди, ПО и пр. В противовес ей для транзакций криптовалюты нужны только плательщик и получатель для записи в децентрализованную доверенную самоподдерживающуюся систему блокчейна.
2. Децентрализованная система энергопоставок может работать как модель реального времени, без ограничений дискретности. Каждый участник имеет свою модель поведения (например поставщик энергии не может моментально нарастить или снизить поставки и пр.) это учитывается в системе смарт-контрактов - в результате он получает команды работы в соответствии со своими возможностями. Лимиты/перелимиты будут учитываться в смарт-контрактах: прогноз/факт и пр.
3. Децентрализованная система - саморегулируемая. Регулятор определяет условия работы, а исполнение задача системы.
В систему можно заложить автоматическую оптимзацию энергопотоков, элементы ИИ и пр.

Ответить 0 3 июля в 16:03

Добавление комментария