T_CET 407-2023 基于区块链的电池储能利用技术规范.pdf

基于区块链的电池储能利用基于区块链的电池储能利用 技术规范技术规范 Technical specificationsTechnical specifications of Blockchainof Blockchain-based battery energy storage utilization servicebased battery energy storage utilization service 20232023-6 6-3030 发布发布 20232023-6 6-3030 实施实施 T/CETT/CET XXX-XXXX T/CETT/CET XXX-XXXX T/CETT/CET XXX-XXXX T/CETT/CET XXX-XXXX T/CETT/CET 407407-20232023 发布发布 目 录 前 言.I 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 系统架构.2 5 应用服务.6 6 区块链设计.9 7 性能要求.10 附 录 A.12 前 言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和起草规则中的规则起草。本文件根据国家能源局关于加强储能标准化工作的实施方案精神，中国电力技术市场协会根据行业需求制订。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电力技术市场协会提出。本文件由中国电力技术市场协会储能设备技术专业委员会归口。本文件主要起草单位：国网湖南综合能源服务有限公司、东方电子股份有限公司、国能合纵（北京）能源电力技术中心、生态环境部信息中心。本文件参编单位：安徽理士新能源发展有限公司、天津力神电池股份有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司。本文件主要起草人：谢学渊、陈宏、黄博文、董文杰、孙英英、曲明辉、郭云高、张聪、田婕、田满意、董捷、印海燕、吴玲玲、钱艳婷、刘永良、王冰涛。本文件在执行过程中如有意见和建议，请反馈至中国电力技术市场协会标准化技术委员会秘书处。（地址：北京市西城区广安门外大街 168 号朗琴国际大厦 A 座 806，邮编：100055）基于区块链的电池储能利用技术规范 1 范围 本文件规定了基于区块链的电池储能利用的总体架构、应用服务、区块链设计和性能要求。本文件适用于基于区块链的用户侧储能或其他适用场景等的电池储能利用服务。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 34120 电化学储能系统储能变流器技术规范 GB/T 36276 电力储能用锂离子电池 GB/T 36549 电化学储能电站运行指标及评价 DL/T 2315 电力储能用梯次利用锂离子电池系统技术指导原则 DL/T 2316 电力储能用锂离子梯次利用动力电池再退役技术条件 YD/T 3747 区块链技术架构安全要求 YD/T 3905 基于区块链技术的去中心化物联网业务平台框架 YD/T 4055 电信网和互联网区块链基础设施安全防护要求 3 术语和定义 GB/T 34120、GB/T 36276、GB/T 36549、DL/T 2315、DL/T 2316、YD/T 3747、YD/T 3905、YD/T 4055 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 区块链 blockchain 一种在对等网络环境下，通过透明和可信规则，构建防伪造、防篡改和可追溯的块链式数据结构，实现和管理事务处理的模式。来源：YD/T 3747-2020，3.1.1 3.2 共识机制 consensus protocol 区块链中实现不同节点之间建立信任、达成一致的机制。来源：YD/T 4055-2022，3.1.5 3.3 区块链平台 blockchain platform 基于区块链相关技术建立的平台(或系统)。3.4 区块链技术架构 blockchain technical architecture 运行在区块链网络中的节点中，提供区块链系统功能的软件和存储实体的集合，包括基础层、核心层和接口层的密码算法、共识机制、智能合约等功能组件。来源：YD/T 3747-2020，3.1.3 3.5 电化学储能电站 electrochemical energy storage station 采用电化学电池作为储能元件，可进行电能存储、转换及释放的电站,由若干个不同或相同类型的电化学储能系统组成。注：文中的电化学储能电站均简化为“储能站”。3.6 电池管理系统 battery management system 监测电池的电压、电流、温度等参数信息，并对电池的状态进行管理和控制的装置。3.7 环流值 circulation value 电池簇的电流与电池簇所在同一直流母线的所有电池簇电流平均值的差的绝对值与所有电池簇电流平均值的比值，用百分比表示。4 系统架构 4.1 总体架构 4.1.1 基于区块链的电池储能利用服务系统应由区块链平台和电池储能利用服务平台组成，区块链平台可基于联盟链构建，电池储能利用服务平台应具备动力电池溯源管理、电池储能能量管理等功能。4.1.2 在基于区块链的电池储能服务中，应通过区块链技术，将运行数据、交易数据等关键信息上链管理，并且应提供给电网、政府、用户等主体。4.2 功能架构 基于区块链的电池储能利用服务系统功能架构如图 1 所示。图 1 基于区块链的电池储能利用服务系统功能架构图 a）区块链平台应根据不同的访问角色构建不同的结构，以记录动力电池交易平台、化学储能站和化学储能站用户角色推送的不同类型的重要数据。动力电池交易平台、化学储能站和化学储能站用户的重要数据应直接推送到区块链平台中；b）区块链平台应根据不同的应用场景，规定上链频率；c）为保证区块链平台的正常运行，区块链平台应对用户上链的数据量作出限制，一次上链的数据量不应过大；d）电池储能利用服务平台应实现与区块链平台信息交互。电池储能利用服务平台应为区块链提供用户登录、动力电池交易披露、储能监视、区块链监视等辅助服务；e)电池储能利用服务平台应建立用于存储区块标识的关系型数据库，通过关系型数据库的高效查询，提高数据查询的效率。4.3 技术架构 基于区块链的电池储能利用服务系统技术架构图，如图 2 所示。图 2 基于区块链的电池储能利用服务系统技术架构图 4.3.1 基础层应提供区块链平台正常运行的运行环境和基础组件，应包括账本层和网络层，功能应包括存储、计算和对等网络。账本应是多通道单链结构，也应支持对有向无环图等新一代账本结构的可扩展支持。网络应是确定性网络；4.3.2 核心层应基于基础层提供的硬件或网络基础体系实现相应功能，并为接口层提供相关功能支持服务。核心层应包括执行层和共识层，功能应包括共识机制、密码服务、账本记录、交易/事务处理、智能合约、成员服务等，共识层应支持 PoW/PoS/PBFT 等共识协议，可根据业务场景需要按需设置，并可扩展支持新一代共识协议；4.3.3 接口层应通过调用核心层功能组件，提供可靠接入服务支撑。接口层功能应包括管理接口、客户接口和外部接口。管理接口应为节点状态查询、网络状态监控、节点服务配置等功能的接口；客户接口应为用户层对账本信息查询、事务操作处理等功能的接口。电池储能利用服务平台应通过区块链提供的外部接口，对区块链与外部系统数据交互或跨链操作；4.3.4 用户层应通过调用区块链平台用户层中提供的接口，对用户信息 CA 认证操作和用户登录区块链平台操作；4.3.5 跨层功能应提供跨越多个功能层次能力的功能组件，应包括开发、运营、监管、审计、安全等；4.3.6 区块链平台应实现与电池储能利用服务平台的通信，应通过电池储能利用服务平台采集的储能信息，作为上链的数据支撑。4.4 安全架构 4.4.1 密码应用安全 密码应用安全应满足下列要求：a）密码算法和密码技术应符合国家法律法规和现行标准（GB/T 17903、GB/T 32907-2016、GB/T 32918-2016 等）的规定；b）密码产品与密码模块应通过国家密码管理部门核准；c）密码服务应通过国家密码管理部门许可。4.4.2 共识机制安全 共识机制安全应满足下列要求：a）区块链平台应选择证明安全的共识机制；b）共识机制应具有符合业务需求的容错性，容错性应包括节点物理或网络故障的非恶意错误、节点遭受非法控制的恶意错误，以及节点产生不确定行为的不可控错误等的容错性；c）共识机制应满足应用场景的强一致性、最终一致性等一致性要求。最终一致性算法，应具备满足业务需求的收敛速度和确认时间；d）共识机制应具备分叉管理能力；e）共识机制应保证公平。4.4.3 智能合约安全 智能合约安全应满足下列要求：a）智能合约应具备防篡改和抗抵赖性，智能合约应针对合约约定条件和事项，按规则强制执行；b）智能合约编程语言宜采用最新稳定版本，应避免使用存在安全问题的版本，编程语言的编译器应确保一致性，智能合约源码在编译成字节码后前后逻辑应一致；c）合约代码应满足代码书写规范、逻辑要求等规范性要求，可对合约代码进行严格完整性测试和形式化验证；d）智能合约应具备合约创建、部署、升级、触发、执行、废止等生命周期管理功能。合约每次修改应为独立版本，合约升级操作应采用接口调用方式，升级操作应记录在区块中，升级后应保留前一版本；e）智能合约宜具备可终止性，宜对其支配的资源限制。合约虚拟机应具有合规性检测，在处理非合规代码时应向用户提示；f）合约代码应在沙盒中运行，沙盒选择或设计应避免出现沙盒逃逸等问题，对于与区块链平台外部数据交互的智能合约，外部数据源影响范围应仅限于智能合约范围内，不应影响区块链平台运行；g）区块链平台应支持智能合约应急响应机制，在发现合约漏洞后，区块链平台应及时检查和修复。4.4.4 成员服务安全 成员服务安全应满足下列要求：a)对于联盟链和私有链，应根据业务需求提供相应的认证和身份管理机制，支持建立身份管理的策略，支持利用具体身份认证方法支撑身份管理策略，支持在身份认证的基础上建立用户身份管理机制；b)对于联盟链和私有链，应根据业务需求提供相应的权限管理功能；c)应根据业务需求提供隐私保护功能，应支持通过认证机构代理用户在区块链上进行事务处理，应支持将数据的传输限制在特定授权节点间，应支持用加解密方法对用户数据的访问采用权限控制，应支持对事务发起方/接收方的信息及事务信息本身进行信息隐藏；d)应遵循最小化授权原则，设定权限控制，如无必要，不设立高度集权的特权账户；e)当进行远程管理时，应采取必要措施，如使用 TLS 加密传输技术，防止鉴别信息在网络传输过程中被窃听；f)系统应提供可扩展的成员安全功能。5 应用服务 5.1 溯源管理 5.1.1 动力电池溯源服务 动力电池溯源服务应满足下列要求：a）动力电池溯源服务应通过电池编号（电池编号应符合GB/T 34014-2017 汽车动力蓄电池编码规则,以下电池编号均应遵循此标准）记录动力电池来源、购买、放置、使用等信息，提供数据查询全程记录；b）应利用区块链技术将动力电池产品信息加入区块链记录被永久存储，被完整记录和追溯，不可被摧毁或篡改；c）动力电池交易时，应在区块链中标注买卖双方的基本信息，应实现对动力电池交易全流程溯源查询。5.1.2 电池储能溯源服务 电池储能溯源服务应满足下列要求：a）电池储能溯源服务应通过电池管理系统中电池编号记录电池储能来源、使用、资产专业等信息，提供数据查询全程记录；b）应利用区块链技术将电池储能产品信息加入区块链记录被永久存储。5.1.3 交易溯源服务 交易溯源服务应满足下列要求：a）交易溯源服务应提供动力电池的资产转移流转相关的交易溯源服务，应对电池储能充电电量和放电电量溯源，应对电池储能参与电力辅助服务市场化交易和结果溯源；b）上链信息应涵盖储能系统集成商信息、供电局信息，充电电量和放电电量等信息。5.2 能量管理 5.2.1 数据采集处理 数据采集应满足下列要求：a)数据采集处理应对电池储能实时运行数据和系统统计数据进行采集存储。电池储能实时运行数据包括储能系统运行数据、并网点运行数据、储能变流器运行数据、电池组监测数据、无功调节信息等实时数据；电池储能系统统计数据包括每月平均电池容量、月平均电压极差、电池月平均最高温度等统计数据；b)数据采集应对不同类型的采集数据制定不同的上链策略。实时监测数据上链频率应为一个存盘周期。统计数据上链周期为一次统计周期。5.2.2 运行监视 运行监视应采集电池储能系统、储能并网点、储能变流器、电池组运行关键信息数据，宜采用可视化手段对信息形象化展示，提供曲线、饼图、柱状图等展示方式。5.2.3 储能健康管理 储能健康管理应以储能系统、储能变流器、电池组等运行信息的在线监测为基础，对储能系统健康情况分析、评估和管理。梯次利用动力电池储能健康评判可参照DL/T 2316-2021 电力储能用锂离子梯次利用动力电池再退役技术条件执行。5.2.4 智能告警 智能警告应满足下列要求：a）应实现对动力电池、电池储能系统运行异常告警，应包括单体过压、欠压等电压异常告警，过温、欠温等温度异常告警，电池电量低告警等；b）应根据本文件 5.2.3 中对电池电压、电压级差、环流值及温度的要求，对电池状态实时告警；c）电池储能应在告警信息生成时，将告警信息上链保存。电池储能利用服务平台获取区块链平台内存储的告警信息进行展示。5.2.5 充放电管理 充放电管理应制定储能在高充低放运行模式下的充放电计划并下发给分散储能系统。5.3 交易管理 5.3.1 电池一致性评价 梯次利用动力电池一致性评价时，应以单体之间的电压、电压变化率、温度、温度变化率、内阻、SOC、容量等信息为基础，对电池簇一致性评价，并将一致性评价结果上链溯源。5.3.2 动力电池交易撮合 动力电池交易撮合应满足下列要求：a）应通过信息共享服务撮合动力电池所有者与系统集成商交易；b）应通过区块链，将电动汽车退役电池售卖商与储能系统集成商之间建立平台；c）电动汽车退役电池售卖商应提供完整的电池簇数量、电池簇状态、电池单体个数等电池基本信息。储能聚合商应将每次购买情况上链。5.3.3 电池储能需求响应 代理储能拥有方在参与需求响应时，用户可在平台查询储能参与需求响应方案、设置储能参与需求响应模式、查询需求响应盈利报表等。5.3.4 收益管理 收益管理应包括动力电池的交易收益、电池储能充放电收益、电池储能需求响应收益等收益。并应提供同比、环比等对比分析功能，提供曲线、柱状图等可视化展示手段，形成收益报表并推送给参与主体。5.4 用户管理 5.4.1 账户管理 账户管理应包括用户注册、用户登录、用户权限管理、用户信息修改以及用户等级修改等服务。5.4.2 用户档案管理 用户档案管理应提供用户建档、档案查询、档案修改等服务。5.4.3 设备档案管理 设备档案管理应提供动力电池、电池储能设备建档、档案查询、档案修改等服务。5.4.4 合约管理 合约管理应对在平台签订的交易合同管理，应包括合同概要、收/付款计划、合同标的、合同条款、合同大事记、合同附件等信息处理，应支持对合同生效/失效、变更、结案/弃结等管理。6 区块链设计 6.1 区块链结构 区块链平台宜采用联盟链。6.2 上链数据 电池储能利用服务系统应对动力电池、电池储能关键信息上链管理，上链数据应满足下列要求：a）应将电池储能站中电池来源、电池单体每天最高温度、电池 SOH 以及场站告警信息等数据推送到区块链平台；b）应将系统每天的场站用电量、上网电量和下网电量等重要数据推送到区块链平台；c）应将动力电池每次交易信息推送到区块链平台；d）应将电池储能系统每次参与电力辅助服务的交易信息上传至区块链平台；e）阶段上链数据需求及数据提供方如表 1 所示。表 1 阶段上链数据需求及数据提供方 序号 环节 资源形态 资产主体 上链信息 静态信息 动态信息 1 退役电动汽车电池回收 退役动力电池 电池制造商 参数信息、型号信息 电动汽车制造商 参数信息、型号信息 运行信息 第三方回收商（汽车报废厂、第三方 回收电池公司）参数信息、型号信息 运行信息 2 电池梯次 利用 退役动力电池 电池制造企业/梯次利用企业 参数信息、型号信息 运行信息 储能站 储能参数信息、电池 型号信息 运行信息 3 储能利用 储能站 电池制造企业/梯次利用企业 储能参数信息、电池 型号信息 运行信息 梯次电池用户 储能参数信息、电池 型号信息 运行信息 4 废旧电池 回收 电池簇 废旧电池回收网点 电池型号信息、报废 运行信息 6.3 上链频率要求 数据上链频率应根据数据来源及数据应用目的确定，并应符合下列规定：a）应对储能站功率、电压、电流、温度、SOC 等运行状态监测数据，系统上链频率应保持在一次存盘周期一上链。存盘周期宜为 5 分钟或 15 分钟；b）电池组及集装箱安全监控需求，单体电池容量、电压、SOC、内阻等运行监测信息，可按秒级上链；c）监测电池组及储能站性能时，SOH 等信息可按天上链；d）梯次电池售卖商与储能制造商交易数据应即时上链。6.4 访问用户授权要求 访问用户授权应满足下列要求：a）访问区块链的用户应根据业务需求提供认证和身份管理机制，建立身份管理策略；b）对于区块链平台准入的用户，应根据业务需求提供权限管理功能；c）平台应遵循最小化授权原则，设定权限控制。7 性能要求 7.1 上链数据块大小 区块文件大小上限是 64MB，一个账本能保存最大数据量大概是 61TB。7.2 区块链平台性能要求 区块链平台性能应满足如下要求：a）区块链平台应实现秒级出块；b）区块链平台吞吐量应保证 TPS 在 200-300 之间。7.3 区块链平台审计 区块链平台审计应满足下列要求：a）区块链平台应对每日上链次数统计；b）区块链平台应对每日下链次数统计；c）区块链平台应对查链次数统计。7.4 区块链平台扩展性能要求 区块链平台扩展性能应满足下列要求：a）区块链平台应支持新型账本结构的可扩展能力，允许用户经过共识进行扩容，增加/删除等管理节点，允许新增节点按照业务需求同步更新账本，删除节点具备账本数据自毁功能，并取消已删除节点账本的同步功能；b）区块链平台应支持新型共识算法的可扩展能力，支持用户通过共识达成共识算法的更新；c）区块链平台应支持区块链浏览器，通过区块链浏览器，对区块链平台运行情况进行监视；d）区块链平台应支持 BaaS 服务。附 录 A（资料性）数据上链示例 示例的结构为“结构代码：结构示例中文解释”A.1 电池储能状态重要数据上链示例见表2。表2 电池储能状态重要数据上链示例 STATIONID：GZ_AA_CSCN场站编号，STATIONDES：广州 AA 公司测试储能站 场站名称，BATTERYID：GZ_AA_CSCN_1000_201MC038800002000RM 电池编号，BATTERYDES：xx 站 1000#号电池电池名称，DATE：2023-05-30日期，BATTERYTEM：40电池温度，BATTERYSOH：97电池 SOH,BATTERYALARM：0 电池告警 TIMESTAMP：1679421450 上链时间戳 A.2 电池储能用电量重要数据上链示例见表3。表3 电池储能用电量重要数据上链示例 STATIONID：GZ_AA_CSCN 场站编号，STATIONDES：广州 AA 公司测试储能站场站名称，DATE：2023-05-30日期，ONGRIDENERGY：5 上网电量，OFFGRIDENERGY：16 下网电量，STATIONPOWERCON：10 场站用电量，TIMESTAMP：1679421450 上链时间戳，A.3 电池储能参与交易数据上链示例见表4。表4 电池储能参与交易数据上链示例 IDENTIFIER：2023011501001交易编号，STARTTIME：960交易开始时间，ENDTIME：1020 交易结束时间，RESPONSECAP：12 场站中标容量，STATIONID：GZ_AA_CSCN 场站编号，STATIONDES：广州 AA 公司测试储能站场站名称，REALITYVALUE：12 场站功率 TIMESTAMP：1679421450 上链时间戳 A.4 动力电池交易数据上链示例见表5。表5 动力电池交易数据上链示例 BATTERYID：201MC038800002000RM交易编号，WORKINGVOLTAGE：380工作电压，TEMPERATURE：37 温度特性，SELLERCODE：1800000000000039 卖家代码，BUYERCODE：1900000000000451 买家代码，PRICE：3000 电池价格，STATIONID：GZ_AA_CSCN 场站编号，STATIONDES：广州 AA 公司测试储能站场站名称，TIMESTAMP：1679421450 上链时间戳