还电于民：IIoT 赋能可靠绿色能源交易
供稿：摩莎科技（上海）有限公司
- 关键词：再生能源,IIoT,电力
- 摘要：Moxa 欧洲 BASE.V 项目经理 Martin Jenkner 表示，储能提高让家庭可灵活分配电能，从而为用电高峰期配电网拥塞和瓶颈提供重要缓冲。随着柔性消费家庭电能日益自给自足，电网运营商可借此获得电能补充，提升电网稳定性，无需再为电网扩容或基础设施投入大量资金。
建立电能柔性消费者社区
目前，可再生能源使用量日益增加，电网运营商可借此趋势让电网更环保。然而，绿色电网并不一定具备良好的适应性。因此，运营商一直寻求建立更具弹性、更为可靠的电网。自用型私人住宅光伏 (PV) 发电系统的兴起带来良机——安装 PV 系统的家庭可向电网出售剩余电能，达成共赢。
这类家庭又称“产消者”，他们将多余电能存储在固定电池或电动车电池中。这些储能电池让产消者得以根据自身需要灵活充放电。因此，产消者成为柔性消费者，可基于自身用电需求和 PV 生产能力自主优化电能分配。
V 家庭目前尚不能完全独立于电网运行。在冬季，他们必须依赖电网才能满足用电需求，到了阳光充足的季节则可向电网出售多余电能。
假如可以在当地社区交易剩余电能，会是怎样的情形？电网是否可因此缓解夏季输电高峰压力？是否所有剩余电能都可在本地进行交易？
为解答上述问题，BASE.V 研究项目在德国启动。Moxa 欧洲 BASE.V 项目经理 Martin Jenkner 表示，储能提高让家庭可灵活分配电能，从而为用电高峰期配电网拥塞和瓶颈提供重要缓冲。随着柔性消费家庭电能日益自给自足，电网运营商可借此获得电能补充，提升电网稳定性，无需再为电网扩容或基础设施投入大量资金。
柔性消费家庭纳入研究项目
BASE.V 研究项目由公私部门共同出资、慕尼黑工业大学研究团队实施，目前已运行半年时间。德国巴伐利亚州迪特福特镇七个家庭参与了该研究项目，每个家庭均配备 PV 系统、固定电池、电动车和充电桩。
参与家庭可通过点对点交易平台购买或出售电能。网络通信专家 Moxa 的工业互联网 (IIoT) 网关负责处理智能合约，确保个人交易订单顺利完成。
BAVE.V 项目经验表明，家庭间电能交易有助于应对光伏发电固有的波动性和电耗骤升问题，且不影响电网稳定性。
连点成线
基于区块链技术的分布式账本和数据保护让点对点电能交易更加顺畅。作为交易双方的柔性消费家庭可顺利执行基于区块链的智能合约，无需依赖任何可信第三方。得益于 Moxa IIoT 网关，BASE.V 项目数据和自定义数据通过区块链技术记录在安全可靠、可扩展的通信和数据架构中。
Moxa IIoT 和区块链网络工程师 Kyle Hsieh 表示，建立合适的区块链网络对 BASE.V 项目至关重要。已获许可的区块链网络 Quorum 因占用的 IIoT 网关资源较少，被选为该项目的区块链框架。由于 Moxa IIoT 网关支持容器化，开发人员可通过混合平台在云端和边缘部署软件，便于完成平台特定任务。同一台网关可部署多个网络专用应用程序，因此也能为混合网络带来相同惠益。
例如，Moxa IIoT 网关能够处理区块链节点（即轻节点），同步家庭和云之间的交易。此外，网关内部的 EMS 系统可通过优化算法预测电能生产和消耗。同时，IoT 客户端可帮助电网运营商从云端对 IIoT 网关进行全生命周期管理。由于设置便捷，用户只需简单几步便可连接网关；通过虚拟专用网络 (VPN) 就能远程监控和排除故障，因此运维人员无需亲临现场开展工作。
为提高 IIoT 网络性能，Moxa 开发人员优化配置系统资源，从而减少 CPU 处理时间，满足 BASE.V 项目要求。电能交易需在 15 分钟时隙内完成。Hsieh 表示：“我们的首要挑战是如何减少在 ARM 架构计算机上运行优化算法所需的计算时间。凭借灵活的配置和强大的处理器，最终，计算时间从 22 分钟缩至 22 秒。Moxa IIoT 网关出色完成快速执行电能交易的挑战。”
进一步了解 Moxa 通信和数据解决方案
BASE.V 项目是一项前瞻性研究，评估经济激励政策（如允许产消家庭间点对点可再生能源交易）是否能促进能源自给自足。大范围电能交易可有效缓解电网拥塞，有利于电网稳定，实现弹性能源供给。