基于边缘驱动的动态双层区块链技术，用于车辆到电网（V2G）网络中的能源交易

《IEEE Transactions on Vehicular Technology》：Edge-Driven Dynamic Two-Tier Blockchain for Energy Trading in Vehicle-to-Grid Networks

本文提出一种基于两层级区块链的V2G优化方法，通过动态分段能量分配算法协调车辆能量交易，有效降低通信开销与处理时间，提升能源满足率68.6%，相比基线方法减少42%-80%的时间成本。

　　

摘要：

近年来，车对网（V2G）技术的发展使得电动汽车（EVs）成为增加可再生能源使用和管理高峰需求的关键组成部分。然而，尽管V2G系统利用区块链技术进行安全能源交易，但由于能源参与者数量增加导致交易量巨大，仍存在显著的效率低下问题。处理能源供需相关的通信开销相当大。此外，当前的能源分配系统并未充分利用电动汽车的潜力，无法为同一辆车在特定时间段内安排多次放电周期。现有系统也没有提供让电动汽车自主决策充电和放电操作的机制，通常依赖固定时间表或人工输入，这进一步加剧了能源管理和市场整合的效率问题。本文提出了一种基于边缘计算的双层区块链V2G方法，以优化分布式电动汽车的能源管理。该架构结合了电动汽车区块链（EVBC）和能源市场区块链（EMBC），并由一个高级区块链协调未满足的请求。引入了一种动态分段能源分配算法（DSBEA），控制系统通过匹配电动汽车的能源供应需求来分配能源，并在每次分配后不断更新每辆车的剩余能源和可用时间窗口。评估结果显示，与基线方法相比，总时间成本显著降低，不同能源交易场景下的降幅范围为42%至80%。此外，所提出的方法相比现有最佳方法，能源满足率提高了68.6%。

引言

在当今的能源系统中，可再生能源的快速整合以及对可持续能源解决方案日益增长的需求凸显了创新能源管理系统的重要性。随着世界向低碳未来迈进，电动汽车（EVs）已成为能源供需格局变化中的关键要素。车对网（V2G）技术的概念越来越受欢迎，它通过允许电动汽车在高峰时段既消耗能源又将其反馈到电网中，为提高电网稳定性提供了有效途径[1]、[2]、[3]。V2G技术带来的好处不仅限于个体层面。据估计，2023年双向充电器的市场规模已达14亿美元，并预计在2024年至2032年间将以超过22.8%的复合年增长率增长[4]。