Zenergy：面向去中心化产消者能源交易的自适应定价与零知识隐私协调框架

《Scientific Reports》：A privacy-preserving adaptive pricing and coordination framework for decentralized prosumer energy systems with demand response and EV/V2G-inspired flexibility

　　

摘要

分布式能源 (DERs)、电动汽车 (EVs) 以及产消者的参与正在将配电级能源系统转变为去中心化的、以灵活性为主导的市场。然而，这些系统受到相互关联的问题阻碍，如随机供需不匹配、需求响应回弹、电动汽车/V2G 可用性约束、协调效应（通过联盟代理表示）、网络压力以及隐私保护结算。现有研究中，这些组成部分往往被单独研究，且其运营和结算层面的综合权衡尚未得到评估。本文提出了一个名为 Zenergy 的仿真级自适应定价与协调 (APC) 框架，用于去中心化的产消者能源交易。该框架结合了带有削减和移峰/回弹的价格响应型需求响应；具有可用性和出行能源约束、出发所需荷电状态、意愿以及退化成本约束的受电动汽车/V2G 启发的灵活性；通过联盟代理表示的局部性和匹配效应；简化网络压力代理；以及零知识感知结算开销建模。为了分离每个组件的贡献，提供了传统双拍卖基准、透明无零知识结算案例、集中式协调代理、消融场景、敏感性分析和可扩展性扫描。蒙特卡洛模拟实验 (500 名产消者，1440 个时间步) 显示，需求响应是提高充分性的主要因素 (相比固定费率案例提高了 11.62%)，而电动汽车/储能和协调代理将充分性提升幅度提高至 12.64%。全 APC-ZK 的无网络案例实现了 12.68% 的降低，而启用网络压力代理的 APC-ZK 案例降低幅度较小，为 2.04%，因为该代理激活了模型化削减。与透明结算相比，采用零知识结算将元数据泄露代理减少了约 49.85%，延迟从 1.8228 秒增加到 2.0921 秒，Gas 成本从 0.0003 增加到 0.0006。结果表明，Zenergy 可用于评估自适应定价、需求响应、电动汽车/V2G 灵活性、联盟局部性代理、网络压力代理和隐私感知结算之间的权衡。