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An Innovative Stackelberg Game-Theoretic Approach for Electricity Trading in Microgrids With Blockchain Technology

ブロックチェーン技術を用いたマイクログリッド電力取引のための革新的なスタッケルベルグゲーム理論アプローチ (AI 翻訳)

Yue Tian, Xinping Miao, Wenke Li, Ruoyan Dong, Shun Yao

Recent Advances in Electrical & Electronic Engineering (Formerly Recent Patents on Electrical & Electronic Engineering)📚 査読済 / ジャーナル2026-07-22#エネルギー転換Origin: Global経営インパクト: コスト削減対象セクター: power
DOI: 10.2174/0123520965475150260708064548
原典: https://doi.org/10.2174/0123520965475150260708064548

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、マイクログリッド内のP2P電力取引において、分散型台帳技術とスタッケルベルグゲーム理論を融合した新たなモデルを提案する。再生可能エネルギー補助金と炭素排出削減評価を組み込み、NSGA-IIアルゴリズムでナッシュ均衡を求解。二指標評価システムと信頼度ベースのペナルティ機構により、取引の透明性と低炭素化を実現する。シミュレーションでは排出削減効果と利害調整の有効性を確認した。

English

This study proposes an innovative model integrating blockchain and Stackelberg game theory for peer-to-peer electricity trading in microgrids, incorporating renewable energy subsidies and carbon emission reduction. The model uses the NSGA-II algorithm to solve for Nash equilibrium and features a dual-indicator evaluation system and trust-based penalty mechanism. Simulations demonstrate reduced carbon emissions and improved transaction trust.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本では福島以降、分散型エネルギーとブロックチェーン活用のマイクログリッド実証が進む。本モデルは、再生可能エネルギー補助金と炭素排出削減を評価指標に組み込んでおり、国内のP2P電力取引ルール設計や地域マイクログリッド実装に参考となる。

In the global GX context

Globally, blockchain-based energy trading is a key area for digitalized low-carbon grids. This model adds game-theoretic optimization and explicit carbon emission reduction evaluation, offering a practical framework for market design and ISSB-aligned reporting on Scope 2 emissions in decentralized systems.

👥 読者別の含意

🔬研究者:The paper provides a novel combination of game theory and blockchain for microgrid trading, with a dual-indicator evaluation system that can be extended in future research.

🏢実務担当者:Energy utilities and microgrid operators can use the model to design transparent, low-carbon P2P trading platforms that incorporate carbon reduction incentives.

🏛政策担当者:Regulators exploring sandbox environments for decentralized energy markets may find the trust and penalty mechanisms useful for rule-setting.

📄 抄録（日本語訳）

マイクログリッドの急速な発展と電力システムのデジタル変革の深化により、従来のマイクログリッドエネルギー取引における集中管理、不透明な取引、多者間の利益対立は、その高品質な運用における主要な障壁となっている。これらの痛点に対処し、マイクログリッドにおける透明で効率的、低炭素かつ信頼性の高いピアツーピア（P2P）電力取引を実現するため、本研究は、評価機構と信頼機構を備えたブロックチェーン対応のStackelbergゲーム取引モデルを構築し、精密な取引意思決定を支援することを目的とする。 ブロックチェーンフレームワークを確立し、集中管理の制約を克服した。従来型／再生可能エネルギー発電事業者と多種多様なユーザーを対象とする非協力型Stackelbergゲームモデルを構築し、環境インセンティブと再生可能エネルギー補助金を組み込み、NSGA-IIアルゴリズムを採用してナッシュ均衡を求解した。二重指標（炭素排出削減量、取引安定性）評価システムと信頼レベルに基づく段階的ペナルティ機構を設計し、P2P取引はブロックチェーンのスマートコントラクトを介して最終確定され、オンチェーンで記録された。 シミュレーション実験により、本モデルが発電事業者とユーザーの取引マッチングを実現し、発電事業者が類似の電力価格を採用した場合に最適な収益を可能にし、利益対立を効果的に解決し、参加者の信頼を向上させ、電力関連の炭素排出量を削減することが確認された。 本モデルの性能は、マイクログリッド取引のジレンマに対処する上でのブロックチェーンとゲーム理論の相乗効果を浮き彫りにしている。体系的な評価と信頼制約を欠く既存研究と比較して、その二重指標システムとペナルティ機構は実用的な適用可能性を高めている。炭素排出削減効果は世界的な低炭素目標と一致し、価格設定に関する洞察は市場の持続可能性への参考を提供する。限界としては、取引シナリオが簡略化されていることが挙げられ、これは将来の研究で拡張可能である。 提案モデルは、マイクログリッド電力取引のデジタル・低炭素変革のための実行可能な解決策を提供し、高い実用的参考価値を有する。将来の研究は、ブロックチェーンに基づく統合エネルギー取引システムの実装と、多エネルギー取引ゲームモデルの構築に焦点を当てる。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

The rapid development of microgrids and the deepening digital transformation of power systems have made centralized management, opaque transactions, and multi-party interest conflicts in traditional microgrid energy trading key barriers to its high-quality operation. To address these pain points and enable transparent, efficient, low-carbon, and trusted peer-- to-peer (P2P) electricity trading in microgrids, this study intends to build a blockchain-enabled Stackelberg game trading model with supporting evaluation and trust mechanisms for precise trading decision-making. A blockchain framework was established to overcome centralized management constraints. A non-cooperative Stackelberg game model covering traditional/renewable energy generators and multi-type users was constructed, incorporating environmental incentives and renewable energy subsidies, with the NSGA-II algorithm adopted to solve the Nash equilibrium. A dual-indicator (carbon emission reduction, transaction stability) evaluation system and a trust-level-based tiered penalty mechanism were designed, and P2P transactions were finalized and recorded onchain via blockchain smart contracts. Simulation experiments confirmed that the model achieves generator-user transaction matching, enables optimal revenue when generators adopt similar electricity prices, effectively resolves interest conflicts, improves participant trust, and reduces electricity-related carbon emissions. The model’s performance highlights the synergy of blockchain and game theory in addressing microgrid trading dilemmas. Compared with existing studies thatlack systematic evaluation and trust constraints, its dual-indicator system and penalty mechanism enhance practical applicability. The carbon emission reduction effect aligns with global low-carbon goals, while the pricing insight provides a reference for market sustainability. Limitations include simplified transaction scenarios, which can be expanded in future research. The proposed model provides a feasible solution for the digital and low-carbon transformation of microgrid electricity trading and has high practical reference value. Future research will focus on the implementation of blockchain-based integrated energy trading systems and the construction of multi-energy trading game models.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。