Blockchain-Technologie zur Optimierung des P2P-Energiehandels

Für flexiblere Handelsbedingungen und eine erweiterte Nutzung von Stromüberschüssen aus erneuerbaren Energien.

 

 

Die deutsche Niederlassung der Mitsubishi Electric Europe B.V. gibt bekannt, dass ihre Muttergesellschaft Mitsubishi Electric Corporation in Tokio gemeinsam mit dem Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) eine originäre Blockchain [1] –Technologie entwickelt hat, die den Peer-to-Peer (P2P) Energiehandel [2] optimieren kann. Es wird erwartet, dass die Technologie zu einer effektiveren Nutzung von überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien beiträgt, indem sie Handelsbedingungen schafft, die flexibel auf gemeinsame Handelsbedürfnisse reagieren. Insbesondere soll die Menge an überschüssigem Strom, die zu jedem Zeitpunkt auf dem Markt verfügbar ist, maximiert werden. Ab April wird die Leistung des P2P-Energiehandelssystems evaluiert, um den Algorithmus bei Bedarf weiter zu optimieren, mit dem Ziel der frühestmöglichen Kommerzialisierung.

Abbildung 1: P2P-Energiehandel mit Blockchain-Technologie zur Erkennung von optimal aufeinander abgestimmten Aufträgen

 

 

Im Rahmen der Zusammenarbeit hat Mitsubishi Electric die Entwicklung des P2P-Energiehandelssystems und seiner Clearing-Funktionen (Transaktionsabwicklung) übernommen, während Tokyo Tech die Forschung und Entwicklung der Blockchain-Technologie und die Entwicklung eines optimalen Clearing-Algorithmus übernommen hat.

 

Flexibler P2P-Energiehandel mit Blockchain-Technologie zur optimalen Abstimmung von Transaktionen

Allgemeine Blockchain-Technologien, wie sie für den Handel mit Kryptowährungen verwendet werden, erfordern eine große Anzahl von Hochleistungscomputern oder Mining [3]. Diese führen massive Berechnungen durch, wenn sie den Ersteller eines neuen Blocks bestimmen, um Handelsinformationen aufzuzeichnen. Um Kauf- und Verkaufsaufträge abzuwickeln, kann eine konventionelle Methode [4] verwendet werden, um Bedingungen abzugleichen und Transaktionen zu verarbeiten, aber dies optimiert noch nicht die Übereinstimmungen.
Mitsubishi Electric und Tokyo Tech haben eine originäre Blockchain-Technologie entwickelt, um den P2P-Energiehandel zu optimieren. Ihr neu entwickelter verteilter Optimierungsalgorithmus ermöglicht es Kundencomputern, Handelsziele und Daten zu teilen und dann Kauf- und Verkaufsaufträge mit minimalen Berechnungen optimal abzustimmen. Außerdem ist die neue Mining-Methode auf einem Micro-Computing-Server ausführbar (Tabelle 1).

 

Wie in Abbildung 2 dargestellt, umfasst die Nutzung der neuen Technologie vier Schritte. Im ersten Schritt werden Informationen über Kauf- und Verkaufsaufträge mit einem gemeinsamen Handelsziel (Marktüberschuss, Gewinn usw.) von den Computerservern während eines vorbestimmten Zeitrahmens geteilt. Im zweiten Schritt sucht jeder Server nach Kauf- und Verkaufsaufträgen, die mit dem gemeinsamen Ziel im ersten Schritt abgestimmt sind. Im dritten Schritt teilt jeder Server seine Suchergebnisse. Im vierten und letzten Schritt empfängt jeder Server die Suchergebnisse und generiert einen neuen Block, indem er die Transaktionen auswählt, die dem gemeinsamen Ziel am besten entsprechen, und fügt sie zu jeder Blockchain hinzu.

Die Vorteile des P2P-Energiehandels liegen darin, dass die Verbraucher direkt als Käufer und Verkäufer handeln können und manchmal sogar Geschäfte über den Angebotspreisen oder unter den Gebotspreisen tätigen können, wenn die richtige Übereinstimmung gefunden wird. Da außerdem neue Angebote und Gebote abgegeben werden können, kann ein Kunde, der keinen Handel abschließt, die Chancen auf einen Handel verbessern, indem er den Preis oder die Menge im nächsten Angebot oder Gebot unter Berücksichtigung der vorherigen Angebots- oder Gebotsbedingungen ändert.

Das von den Verbrauchern gemeinsam verfolgte Handelsziel kann geändert werden, um spezifische Anforderungen zu erfüllen. Wenn das Ziel z. B. darin besteht, die Menge des auf dem Markt verfügbaren Stromüberschusses zu maximieren, kann das beste Angebot/Gebot-Match in Bezug auf dieses gemeinsame Ziel gesucht werden. Wenn ein Überschuss vorhanden ist, würde der Handelspreis gemäß den Marktprinzipien wahrscheinlich sinken und somit würde die Nachfrage zum Aufladen von Elektrofahrzeugen aufgrund der günstigeren Preise vermutlich steigen. Infolgedessen würde der überschüssige Stromverbrauch maximiert werden, ohne dass die Energieversorgungsunternehmen auf Marktschwankungen reagieren müssen.

Wenn die Priorität auf den Gewinnen von Prosumern und Verbrauchern liegt, kann das gemeinsame Ziel angepasst werden, um die Gesamtgewinne aller Prosumer und Verbraucher zu erhöhen oder die niedrigsten Gewinne zu steigern. Indem das gemeinsame Ziel angepasst werden kann, ermöglicht das System einen flexiblen P2P-Energiehandel. Um einen fairen Handel zu gewährleisten, erfolgt die dezentrale Suche nach einer Lösung parallel auf mehreren Computern, wobei gleichwertige [5] Übereinstimmungen zufällig ausgewählt werden.

 

 

  Merkmale
Konventionelle Blockchain Mining zur Ermittlung von Blockgeneratoren

Läuft auf Hochleistungsrechnern

Die Blockchain des neuen Systems Mining zur Optimierung des Handels

Ausgeführt auf kleinen Computern

Tabelle 1 Vergleich von Blockchains

 

Abbildung 2: Blockchain-Technologie zur optimalen Abstimmung von Aufträgen

 

 

 

Hintergrund

Als Maßnahme gegen die globale Erwärmung hat Japan ein System von Einspeisetarifen (FIT) eingeführt, das es Stromversorgern ermöglicht, Strom aus Solar- und anderen erneuerbaren Energiequellen zu festen Preisen abzunehmen. Das Gesetz für dieses System wird jedoch seit November 2019 schrittweise außer Kraft gesetzt. Da die Kauf-/Verkaufsverträge im Rahmen des FIT-Systems nun auslaufen, müssen Prosumer alternative Einzelhandels-Stromversorger finden, um ihren überschüssigen Strom zu akzeptablen Preisen zu verkaufen.
Als neue Methode zum Handel von überschüssiger Energie zieht der P2P-Energiehandel die Aufmerksamkeit auf sich, da er es Prosumern ermöglicht, überschüssige Energie direkt zu optimalen Preisen zu vermarkten. Da per aktuellem Energieversorgungsgesetz nur Energieversorgungsunternehmen Strom an Verbraucher verkaufen dürfen, wird derzeit der Einsatz der Blockchain-Technologie für P2P-Stromtransaktionen unter der Federführung von Stromnetzbetreibern erprobt. Ziel ist es, die Effektivität solcher Transaktionen zu überprüfen und gleichzeitig mögliche Probleme zu identifizieren.

 

 

 

1 Eine verteilte Ledger-Technologie, die Blöcke von Transaktionsinformationen in einer Kette entlang einer Zeitachse verbindet
2 Direkter Handel von Strom zwischen Verbrauchern (Usern) und Prosumern (Produzenten, die auch User sind)
3 Die Verwendung umfangreicher iterativer Berechnungen zur Suche nach einem Wert, der eine ungewöhnliche Bedingung erfüllt. In einer typischen Blockchain erhält die erste Person, die bei einer Suche erfolgreich ist, eine Bearbeitungsgebühr.
4 Eine Vertragsmethode, die auf den Aktien- und Stromgroßhandelsmärkten verwendet wird und als kontinuierliche Doppel-Auktions-Methode bekannt ist.
5 Aufträge, bei denen alle Informationen, außer dem Auftragsnamen, gleich sind, einschließlich Auftragszeit, Preis, Menge und Art des Kaufs oder Verkaufs.

 

Über Mitsubishi Electric
Mit fast 100 Jahren Erfahrung in der Bereitstellung zuverlässiger und qualitativ hochwertiger Produkte ist Mitsubishi Electric Corporation (TOKYO: 6503) ein weltweit anerkannter Marktführer in der Herstellung, dem Marketing und dem Vertrieb von elektrischen und elektronischen Geräten für die Informationsverarbeitung und Kommunikation, Weltraumentwicklung und Satellitenkommunikation, Unterhaltungselektronik, Industrietechnologie, Energie, Mobilitäts- und Gebäudetechnologie. In Anlehnung an »Changes for the Better« und die Umwelterklärung »Eco Changes« ist Mitsubishi Electric bestrebt, ein weltweit führendes, grünes Unternehmen zu sein, das die Gesellschaft mit Technologie bereichert. Das Unternehmen erzielte zum Ende des Geschäftsjahres am 31.03.2020 einen konsolidierten Umsatz von 40,9 Milliarden US Dollar*. Weitere Informationen finden Sie unter: http://global.mitsubishielectric.com
* US Dollarbeträge werden zu einem Wechselkurs von 109 Yen für 1 US Dollar umgerechnet, dem ungefähren Wechselkurs an der Tokioter Devisenbörse vom 31. März 2020
Seit 1978 ist Mitsubishi Electric in Deutschland als Niederlassung der Mitsubishi Electric Europe B.V. vertreten. Mitsubishi Electric Europe B.V. ist eine hundertprozentige Tochtergesellschaft der Mitsubishi Electric Corporation in Tokio.

Weitere Informationen finden Sie unter:

http://www.MitsubishiElectric.de
http://global.mitsubishielectric.com
Über das Tokioter Institut für Technologie
Das Tokyo Tech steht als führende Universität für Wissenschaft und Technologie in Japan an der Spitze von Forschung und Hochschulbildung. Die Forscher der Tokyo Tech zeichnen sich auf Gebieten aus, die von Materialwissenschaften und Biologie über Computerwissenschaften und Physik reichen. Die 1881 gegründete Tokyo Tech beherbergt jährlich über 10.000 Studenten und Studenten im Aufbaustudium, die sich zu wissenschaftlichen Führungskräften und zu den begehrtesten Ingenieuren in der Industrie entwickeln. Mit der japanischen Philosophie des »monotsukuri«, was so viel bedeutet wie »technischer Einfallsreichtum und Innovation«, strebt die Tokyo Tech Gemeinschaft danach, durch hochwirksame Forschung einen Beitrag zur Gesellschaft zu leisten.

 

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