Driven by the widespread deployment of distributed energy resources, local energy markets (LEMs) have emerged as a promising approach for enabling direct trades among prosumers and consumers to balance intermittent generation and demand locally. However, LEMs involve processing sensitive participant data, which, if not protected, poses privacy risks. At the same time, since electricity is exchanged over the physical power network, market mechanisms should consider physical constraints and network-related costs. Existing work typically addresses these issues separately, either by incorporating grid-related aspects or by providing privacy protection. To address this gap, we propose a privacy-preserving protocol for LEMs, with consideration of network fees that can incite participants to respect physical limits. The protocol is based on a double-auction mechanism adapted from prior work to enable more efficient application of our privacy-preserving approach. To protect participants' data, we use secure multiparty computation. In addition, Schnorr's identification protocol is employed with multiparty verification to ensure authenticated participation without compromising privacy. We further optimise the protocol to reduce communication and round complexity. We prove that the protocol meets its security requirements and show through experimentation its feasibility at a typical LEM scale: a market with 5,000 participants can be cleared in 4.17 minutes.


翻译:在分布式能源资源广泛部署的驱动下,本地能源市场已成为一种有前景的方法,使产消者和消费者能够直接交易,以在本地平衡间歇性发电与需求。然而,本地能源市场涉及处理敏感的参与者数据,若未加保护,将带来隐私风险。同时,由于电力通过物理电网进行交换,市场机制应考虑物理约束和与网络相关的成本。现有工作通常分别处理这些问题,要么纳入电网相关方面,要么提供隐私保护。为弥补这一不足,我们提出一种考虑网络费用的隐私保护本地能源市场协议,该费用可激励参与者遵守物理限制。该协议基于一种从先前工作中改进的双重拍卖机制,以实现我们隐私保护方法的更高效应用。为保护参与者数据,我们使用安全多方计算。此外,我们采用Schnorr身份识别协议结合多方验证,以确保经过身份验证的参与,同时不损害隐私。我们进一步优化了协议,以降低通信和轮次复杂度。我们证明了该协议满足其安全要求,并通过实验展示了其在典型本地能源市场规模下的可行性:一个拥有5,000名参与者的市场可在4.17分钟内完成出清。

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