基于区块链的分布式能源集中交易方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的分布式能源集中交易方法及系统，包括以下步骤： 步骤1：构建基于区块链的分布式能源交易系统；程序通过基于应用框架和区块链标准开发的区块链系统注册并提出购电请求，并将数据信息写入区块链； Step 3：区块链收到用户提交的报价后，结合用户端软硬件设备传输的数据，在电力买卖双方之间进行匹配结算，最终实现实时供需曲线形成并清除；第四步：记录交易内容，并将清算结果上传到区块链存储；新的连续双边拍卖竞价方式，调整电力买卖双方的报价，减少买卖双方的利益损失；为供应对象提供最优报价决策，使供应对象的市场收益最大化。最大化收入。最大化收入。

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【技术实现步骤总结】

基于区块链的分布式能源集中交易方法及系统

[0001]专利技术涉及自动控制

，尤其是基于区块链的分布式能源集中交易方法及系统。

技术介绍

[0002]随着能源资源紧缺、生态环境恶化等问题的不断加剧，分布式能源是未来能源系统不可缺少的组成部分。 、太阳能、风能、光伏等分布式能源，符合“双碳”目标，污染低、能量转化率高、运行可靠性高，将初步成为重要能源电源。

[0003]然而，传统电力市场的分布式能源交易存在诸多问题。随着分布式能源交易规模的不断扩大，信息和数据不断增加，清算过程变得非常繁琐。对于电商而言，存在电力市场交易中因停电导致交易量与实际接受量不符、用户获取信息延迟等问题。目前，大多数分布式事务流程都缺乏中央监督机制。如何对双方信息进行确认和验证，确保交易安全是一个亟待解决的问题。

[0004]区块链作为去中心化的分布式共享数据库，通过首尾哈希值的单向连接实现链式存储。区块链的每个节点都有一份完整的账本副本，任何节点都可以实时查看和校对交易数据。区块链具有去中心化、信息公开透明、信息不可篡改、可靠性高等特点。将其应用于分布式能源交易已成为一种研究趋势。同时，区块链的工作量证明机制、智能合约和信息安全机制为其在分布式能源交易中的应用提供了保障。

[0005]例如，中国专利CN201810296960.5公开了一种电力零售公司的多时间尺度交易用电决策方法及系统。基于负载在不同时间尺度的用电需求，考虑非传统电源和负载的用电需求，为售电企业在新形态下参与不同时间尺度的购电交易提供准确参考配电网络状况。双方信息保密性差，无法保证交易安全。

技术实现思路

[0006]该专利技术主要解决现有技术中分布式能源交易过程中缺乏中央监督机制导致交易安全性差的问题；提供基于区块链的分布式能源集中交易方法和系统，为分布式能源交易提供安全保障。

[0007]上述专利技术的技术问题主要通过以下技术方案解决：一种基于区块链的分布式能源集中交易方法，包括以下步骤：

[0008]第一步：构建基于区块链的分布式能源交易系统；

[0009]第二步：用户通过网站或应用程序注册并提出购电请求，并通过基于应用框架和区块链标准开发的区块链系统将数据信息写入区块链；

【0010】步骤3：区块链收到用户提交的报价后，结合用户侧软硬件设备传输的数据，对购电双方进行匹配结算，最终形成实时供求曲线并清除它；

[0011]第四步：记录交易内容，并将清算结果上传到区块链存储。通过区块链进行链上电力交易，交易信息公开、去中心化、信息公开透明、信息不可篡改、可靠性高，确保交易双方

信息安全，同时保证交易过程的安全性和不可逆性，提高交易效率。

[0012] 作为一种选择，用户在区块链中注册参与节点的方法如下：用户签署电子合同并进行电子签名，输入资格信息并广播给区块链中的其他节点区块链，并在认证成功后获取用户的日常使用量。电动曲线区块链交易查询网站，对电动曲线进行离散化，对整个时间的离散值进行四舍五入，并取平均值，低于平均值的时间记为0，高于平均值的时间记为1，得到在 24 位值中。二进制数，将得到的二进制转换成十进制得到验证码，用户注册成功后输入验证码，验证码作为用户写入的数据信息的加密密钥。信息通过用户自己每天变化的用户曲线进行加密。用户可以查看自己的用电量曲线来解密和下载或修改写入区块链的数据信息。其他用户可以查看该用户的信息，但尚未获得解密密钥。当用户的数据信息无法更改或下载时，用户信息的安全性得到保障。

[0013] 优选地，区块链采用的共识算法为实用的拜占庭容错算法。为了缩短交易达成共识的时间，该专利技术采用一种新的共识机制算法来应用拜占庭容错（PBFT）。如果终端收到超过 1/3 的参与节点的相同结果，则表示已达成共识；在实用的拜占庭容错算法中，整个系统可以容忍1/3的节点故障；该专利技术提出了动态授权 PBFT 参与共识算法 副本节点可以随时加入和退出网络，整个共识算法可以动态感知和调整最大容忍故障的节点数量，并动态删除共识性能最差的节点。

[0014] 优选地，清算的方法为连续双边拍卖的方法。区块链接收到发电和用电用户的购售电报价信息后，需要一个去中心化的交易平台收集买卖双方的报价和需求进行匹配匹配，然后理清供需曲线；这些匹配过程要求将公开透明地展示给用户，以确保相关双方的利益。清算方式一般可分为集合竞价和连续双边竞价。该专利技术采用连续双边拍卖的方式；随时提交报价，一旦价格匹配，即可完成交易；在连续双向拍卖机制中，买卖双方按照“价格优先、时间优先”的原则进行排序，买方价格从高到低排序，卖方价格从低到低排序。排名靠前的，在价格相同的情况下，按照提交报价的时间。

[0015] 优选地，连续双边拍卖的具体方法如下：首先，估计最近n次交易的竞争均衡价格：

[0016][0017] 式中：p

′

是近 n 次交易的竞争均衡价格估计；p

我

代表第i笔交易的成交价；ω

我

代表第i笔交易的权重；

[0018]然后根据进取模型对不同的用户和分布式能源供应商进行报价：

[0019][0020][0021][0022][0023] 式中：τ

在区块链交易查询网站，b

、τ

在，s

、τ

ex,b

和τ

ex,b

分别为内缘买家、内缘卖家、外缘买家、外缘卖家的目标报价； v 和 c 分别是用户和分布式能源供应商的购电价格和成本； MIN 和 MAX 分别是市场规定的最低电价和最高售价。

[0024]作为一种选择，双方的报价策略如下：

[0025]用户报价策略：

[0026][0027] 式中：η∈[0, 1]表示用户报价增加率； p

ob

(t) 和 p

操作系统

(t)是第t轮交易中的最佳买入价和最佳卖出价；分布式能源供应商报价策略：

[0028][0029]作为一种选择，当用户购电估值高于均衡价格时，用户为内缘购买者，否则为外缘购买者；当分布式能源供应商的成本低于均衡价格时，分布式能源供应商为内边卖家，否则为外边卖家。攻击性r是反映攻击性强度的参数，r是[

-

实际数量

1, 1]，r越接近1，市场主体竞价意愿越强，r越接近

-

1、市场主体的出价意愿越负，当r=0时，表明市场主体对交易持中立态度。

[0030]该专利技术还提供了一种基于区块链的分布式能源集中交易系统，包括：

[0031]区块链系统为用户提供区块链上的交易节点，采用拜占庭容错算法进行共识投票。当交易节点收到交易请求时，交易节点向区块链中的其他参与节点进行三轮交易。全局广播，交易节点接收其他参与节点的结果反馈，当反馈内容达到相同的三分之一时，达成共识。在共识投票过程中，其他参与节点可以随时加入或退出；

【技术保护点】

【技术特点总结】

1.基于区块链的分布式能源集中交易方法，其特征在于包括以下步骤： 第一步：构建基于区块链的分布式能源交易系统；应用注册并提交购电、售电请求，通过基于应用框架和区块链标准开发的区块链系统将数据信息写入区块链； Step 3：区块链收到用户提交的报价后，结合用户端软硬件设备传输的数据，为购电双方匹配结算，最终实时供求曲线形成并出清；第四步：记录交易内容，并将清算结果上传至区块链存储。 2.根据权利要求1所述的基于区块链的分布式能源集中交易方法，其特征在于，用户注册区块链参与节点的方法为：用户签署电子合同并进行电子签名，进入资格信息被广播到区块链中的其他节点。认证成功后，得到用户每日用电量曲线，对用电量曲线进行离散化处理。标记为0，将高于平均值的时间标记为1，生成一个24位二进制数，将得到的二进制转换成十进制得到验证码，用户输入验证码后，注册成功，验证通过代码由用户编写。数据信息的加密密钥。 3.根据权利要求1所述的基于区块链的分布式能源集中交易方法，其特征在于，所述区块链采用的共识算法为拜占庭容错算法。 4.根据权利要求1、2或3所述的基于区块链的分布式能源集中交易方法，其特征在于，所述清算方法为连续双边拍卖的方法。 5.根据权利要求4所述的基于区块链的分布式能源集中交易方法，其特征在于，连续双边拍卖的具体方法为：首先，估计最近n次交易的竞争均衡价格： 其中： p

′

是近 n 次交易的竞争均衡价格估计；p

我

代表第i笔交易的成交价；ω

我

代表第i笔交易的权重；然后根据激进模型对不同用户和分布式能源供应商进行报价：然后根据激进模型对不同用户和分布式能源供应商进行报价：然后根据用户和分布式能源供应商的激进模型对不同用户和分布式能源供应商进行报价激进的模型：

地点：...

【专利技术属性】

技术研发人员：孙一凡、徐文斌、沉超、戴晓雄、王琳、严伟、徐子云、姜耀贤、吴永恒、方风雷、沉海华、周杰、金晓、

申请人（专利权）：国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，

类型：发明

国家省份：

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