一种基于区块链技术的电动汽车充电交易及调度方法

本发明属于电动汽车充电领域，涉及电动汽车的充电交易和调度方法。

背景技术：

1、目前，电动汽车在全球的增长趋势呈现快速增长的态势，然而，充电设施的建设却滞后于电动汽车的发展。充电设施的供给不足给电动汽车的充电问题带来了挑战。一方面，充电设施的不足可能导致用户长时间排队等待甚至无法完成充电，严重影响电动汽车的用户体验和充电站的服务效率。另一方面，在充电设施不足的情况下，当大量的电动汽车需要充电会给电网带来大规模的负荷增长，可能引起配电网的过载，给电网的安全稳定运行带来威胁。

2、因此，在充电器设施有限的情况下，如何有效地调度电动汽车进行有序充电以减少电动汽车用户的排队等待时间和优化充电设施的利用率成为一个重要问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于区块链技术的双层电动汽车充电调度方法，综合考虑了电动汽车数量激增而充电设施有限对充电调度造成的影响，设计基于区块链技术的电动汽车充电交易框架和基于用户信誉度评价的充电交易模式，对电动汽车的充电需求进行优化和调度，实现充电设施的最优利用和电网的负载均衡。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于区块链技术的电动汽车充电交易及调度方法，包括以下步骤：

4、s1、各交易主体在基于区块链网络的应用平台注册成为节点，所述交易主体包括电动汽车用户、充电站和配电网；

5、s2、电动汽车用户提出充电请求，所述充电请求包括充电的时间段、地点以及电量；

6、s3、充电站根据所述充电请求以及供电侧的最大供电容量，通过双层调度数学模型进行调度决策，并把包含指定时间和指定地点的调度指令返还给电动汽车用户；

7、所述双层调度数学模型包括时间优化层和地点优化层；

8、时间优化层表示为：

9、max∑∑sij

10、

11、

12、其中，sij为时间决策变量，i代表电动汽车用户，j代表为第j个时间段，t代表一天被划分成t个时间段，ncar可容纳的电动汽车总量，nuser为用户总数量，xij为用户充电时间预约矩阵，cbase为信誉度基准值，ci-user第i个用户的信誉度值；

13、地点优化层表示为：

14、

15、

16、

17、其中，kij为地点决策矩阵，dij为用户到充电站点的充电距离，di为用户i能够接受的最远充电距离，pij为用户的实际充电价格，pi-set为用户i能够接受的最高充电价格，uij为用户的充电站点预约信息矩阵，wi为充电车辆的功率，wj为充电站在第j时间段内充电功率总额，nj充电站在第j时间段内充电数量总额；

18、用户的信誉度值计算如下：

19、

20、其中，ai代表用户在充电时间、地点、电量三个方面的满足情况，若用户的实际充电行为与充电请求符合，ai的值为1，若不符合，则为-1；wi代表预约时间、地点、电量三个方面对用户信誉度的影响权重，采用层次分析法计算；

21、s4、电动汽车用户按照调度指令与充电站进行充电交易；

22、s5、在充电交易完成后，根据电动汽车用户的实际充电行为更新用户信誉度值，并将交易记录和更新后的用户信誉度值保存到区块链。

23、进一步，当电动汽车用户实际充电量大于提出充电请求中的电量时，充电站从配电网补充电能平衡供需。本方案通过配电网为交易结束后不能平衡的电能兜底，降低用户实际充电超过申请时的电量导致的调度不平衡。

24、进一步，在进行电力调度时，优先满足信誉度值高的电动汽车用户的充电需求。信誉度值更高的用户能够按照约定进行充电的可能性更高，调度这部分用户充电造成电力供应供需失衡的可能性就更低，因此能够降低供需平衡的波动，提高稳定性。

25、进一步，在所述s1中，还包括判断交易主体是否具备进入交易市场的资格，若交易主体具有符合市场准入条件的备案和相应的数字签名证书时，判断结果为是。本方案能够保证交易节点的真实性，避免出现虚假的节点影响调度的效率，且能够提高充电交易市场的安全性和稳定性。

26、进一步，在所述s2中，提交充电申请还包括判断预约时间是否有效，若预约时间超过当前时间，则禁止提交充电申请。

27、进一步，在所述s4中，充电交易具体包括：

28、s41、匹配进行交易的电动汽车用户信息和充电站信息；

29、s42、在区块链上广播交易信息；

30、s43、进行交易认证，若交易认证通过，则执行交易内容，若交易认证未通过，则结束当前交易；

31、s43、执行交易内容时，充电站通过区块链记录电动汽车用户的实际充电行为，并由预设在区块链中的合约自动执行费用结算。

32、本方案在交易阶段匹配交易双方的信息，由交易双方进行确认，当用户发现交易信息有误，或者改变交易意愿时，能够快速结束当前交易。

33、本发明的有益效果在于：

34、本方案针对电动汽车数量激增和充电调度求解决策困难的问题，提出了基于用户信用度评价的充电交易模式，把用户侧的需求纳入到充电调度的考虑中，以实现需求侧的最大满足。同时，本方案基于区块链技术设计了的电动汽车充电的交易框架，将区块链网络作为交易主体的信息交互通道，能够实现安全透明的交易，区块链的不可篡改性保证了所有交易信息真实有效，区块链的去中心化特性让交易无需第三方介入，确保了交易的透明性，有利于电力市场的统一价格调控。

35、基于以上两步的设计，本方案建立了电动汽车的充电双层调度数学模型，包括时间优化层和地点优化层。时间优化层以用户的信誉度基准作为约束条件之一，对海量电动车充电申请进行统一的协调安排，以撮合最多的交易数量为优化目标；地点优化层在需求侧考虑了用户能接受的充电价格，距离等限制因素，在供给侧考虑了充电容量，充电功率等限制因素，并选择信誉度更高的群体来保证充电交易更加可靠的进行，以提高充电交易量和充电服务效率。

36、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于区块链技术的电动汽车充电交易及调度方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车充电交易及调度方法，其特征在于：当电动汽车用户实际充电量大于提出充电请求中的电量时，充电站从配电网补充电能平衡供需。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车充电交易及调度方法，其特征在于：在进行电力调度时，优先满足信誉度值高的电动汽车用户的充电需求。

4.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车充电交易及调度方法，其特征在于：在所述s1中，还包括判断是否具备进入交易市场的资格，当具有符合市场准入条件的备案和相应的数字签名证书时，判断结果为是。

5.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车充电交易及调度方法，其特征在于：在所述s2中，提交充电申请还包括判断预约时间是否有效，若预约时间超过当前时间，则禁止提交充电申请。

6.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的电动汽车充电交易及调度方法，其特征在于：在所述s4中，充电交易具体包括：

技术总结
本发明涉及一种基于区块链技术的电动汽车充电交易及调度方法，属于电动汽车充电领域。本发明从需求侧的角度，基于区块链技术设计了双层电车充电调度优化模型用于提高充电站的利用效率，首先通过区块链技术设计了海量电动汽车的充电调度计算平台和交易框架；在此平台的基础上，提前采集和处理用户上传的充电交易请求，然后以最大化充电交易成交量为目标函数，并考虑充电基础设施供应侧和电车用户侧的现实因素为限制条件，建立起时间、地点双层电车调度优化模型，提高充电交易量和充电服务效率。

技术研发人员：李嫄源,马佑,朱智勤,黄鑫,陈诗尧,周志浩,龚康,李家兴
受保护的技术使用者：重庆邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16