本文由吴小汉、张谦、粟尧嘉、黄耀宇、吴佳琦等人撰写，发表于2022年6月的《发电技术》期刊第43卷第3期。研究主要涉及电动汽车充电桩共享平台的交易策略，基于区块链技术设计了一种私有充电桩共享机制，旨在解决电动汽车充电困难与私有充电桩闲置率高的问题。
随着“碳达峰、碳中和”目标的推进，电动汽车（Electric Vehicle, EV）因其节能减排和环保优势得到快速发展。然而，充电桩的普及度和覆盖面未能跟上电动汽车的增长速度，导致充电难问题日益突出。现有的充电设施规划研究主要集中在充电站的选址和优化配置，但对私有充电桩的共享策略研究尚处于起步阶段。私有充电桩通常仅为其所有者服务，闲置时间长，造成资源浪费。因此，研究私有充电桩的共享策略，既能缓解电动汽车用户的充电压力，又能提高私有充电桩的利用率，为所有者带来收益。
研究流程主要包括以下几个步骤：
共享平台框架设计
私有充电桩共享平台由用户层、平台层和区块层组成。用户层由区域内具有充电需求的电动汽车组成，平台层由私有充电桩互联构成，区块层则通过区块链技术保障交易的安全性。平台利用非对称加密算法对消息进行加密，确保交易信息的不可伪造和修改。
电动汽车出行特性建模
研究基于电动汽车的工作日出行链模型，假设电动汽车在行驶途中因里程焦虑产生充电需求，并通过蒙特卡罗方法模拟电动汽车的出行时刻和充电时刻。研究还考虑了电动汽车的最低能量需求和保险电量需求，并基于荷电状态（State of Charge, SOC）计算充电时长。
充电桩选择评估模型
电动汽车用户选择充电桩时，主要考虑充电时长、距离、费用和充电桩声誉。研究引入min-max标准化方法对影响因素进行趋同性处理，并建立评估函数，综合考虑利好因素和不利因素，帮助用户做出充电决策。
共享平台交易机制设计
研究设计了私有充电桩共享平台的交易流程，包括基准电价制定和区域动态电价制定。基准电价根据电网基础电价和充电需求信息制定，目标为最大化平台收益和最小化用户不满意度。区域动态电价则根据区域内的充电压力动态调整，引导电动汽车用户分散充电，缓解高负荷区域的充电压力。
声誉管理机制
研究设计了基于区块链的声誉管理机制，通过电动汽车用户对充电桩服务的评价，动态更新充电桩的声誉值。声誉值不仅影响用户选择，还决定充电桩在区块链系统中的奖励概率，激励充电桩改善服务质量。
代理权益证明（Delegated Proof of Stake, DPOS）共识机制设计
研究提出了一种基于DPOS共识机制的区块链系统，通过选举代表节点和监督信息传递，防范恶意节点传递虚假信息，保障交易的安全性和公平性。
充电桩选择评估模型的有效性
仿真结果表明，电动汽车用户对充电桩的选择具有地域性和快充偏好。商业区充电桩吸引力最大，居民区充电桩吸引力最小。快充充电桩由于等待时间短，吸引了更多电动汽车用户。
区域动态电价的引导作用
区域动态电价有效引导电动汽车用户在充电频率较低的区域充电，缓解了高负荷区域的充电压力。同时，动态电价为私有充电桩平台带来了更大的收益。
DPOS共识机制的安全性
仿真验证了DPOS共识机制对虚假信息的防范能力。当恶意代表节点数量少于总节点数的一半时，系统能够有效摒弃虚假信息，保障交易的安全性和可靠性。
研究提出了一种基于区块链的私有充电桩共享平台交易策略，通过整合分散的私有充电桩资源，为电动汽车用户提供更多充电选择，缓解充电压力，同时为私有充电桩所有者带来收益。研究还设计了DPOS共识机制，保障了交易信息的安全性和公平性。该策略在科学价值和实际应用方面具有重要意义。
创新性共享机制
研究首次提出基于区块链的私有充电桩共享机制，解决了电动汽车充电难和私有充电桩闲置率高的问题。
动态电价引导策略
区域动态电价有效引导电动汽车用户分散充电，缓解了区域内的充电压力，提高了平台收益。
DPOS共识机制的应用
研究将DPOS共识机制应用于私有充电桩共享平台，保障了交易信息的安全性和公平性，防范了恶意节点的虚假信息传递。
研究还详细分析了电动汽车的出行特性和充电需求，为未来电动汽车充电设施的规划和优化提供了理论依据。此外，声誉管理机制的设计为充电桩服务的质量提升提供了激励，有助于推动充电桩共享平台的长期稳定运营。