CN108988326A - 一种分布式智慧能量管理设备与网络 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种分布式智慧能量管理设备与网络，通过其通讯单元能够与局域能量装置和其他分布式智慧能量管理设备相连；其中心计算单元能够采用区块链技术中的共识机制功能，对通过通讯单元接收的广播报文进行验证，并在验证通过后将广播报文的数据存储到分布式数据库中，使得各个分布式智慧能量管理设备能够实现对于同一报文数据的分布式存储，相互之间互为佐证、避免被篡改。并且，其中心计算单元还能够采用区块链技术中的加密算法，对自身输出的报文进行加密，再将加密后的报文通过通讯单元进行广播，防止非授权的查看与信息泄露。因此，本申请提供的该分布式智慧能量管理设备，其安全性高于现有的分布式协同技术方案。

Description

一种分布式智慧能量管理设备与网络
技术领域
本发明涉及能量管理技术领域，特别涉及一种分布式智慧能量管理设备与网络。
背景技术
随着当前可再生能源的兴起和分布式发电的蓬勃发展，能量网络已经从过去的集中式向分布式逐步演进。分布式能量管理网络的实现需要依靠分布式能量管理设备的互联互通，而分布式能量管理设备是具备能量计量、策略生成、信息管理功能的智能功能实体；其依靠能源物联网技术，与能量路由、需求侧响应设备形成双向互动，来调整区域的能源供给与消费，以达到能量的优化利用和系统的经济运行等多重目标。
分布式能量管理网络的现有技术方案中，一般采用无中心控制点的分布式协同技术方案。在这样的网络架构中，需要存在不同的功能智能体，各个功能智能体需要具备一定的储存、计算能力，并且需要对各功能智能体进行分层控制网络呈现分层或者全互联的扁平结构。
但是，上述分布式协同技术方案，其分布在网络中的各个独立的能量管理设备均存在被攻击、窃取和篡改的风险，从而容易导致用户信息和能量交易信息的丢失；此外，分布式环境中的共识机制本身就可能存在设计或者实现上的缺陷，一旦被恶意利用或者攻击，协作的双方就可能无法认定与惩罚出错的一方，而系统也不存在纠错的能力，这使得实际应用中的效力受到制约。也即，当前的分布式协同技术方案是不安全的。
发明内容
本发明提供一种分布式智慧能量管理设备与网络，以提供一种安全的分布式能量管理方案。
为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：
一种分布式智慧能量管理设备，包括：中心计算单元、分布式数据库及通讯单元；其中，
所述通讯单元与所述中心计算单元、局域能量装置和其他分布式智慧能量管理设备相连；所述通讯单元用于：接收其他分布式智慧能量管理设备发送的广播报文并转发至所述中心计算单元，以及，将所述中心计算单元输出的报文向其他分布式智慧能量管理设备进行广播；
所述中心计算单元与所述分布式数据库相连；所述中心计算单元用于：采用区块链技术中的共识机制功能，对接收的广播报文进行验证，并在验证通过后将所述广播报文的数据存储到所述分布式数据库中；并且，采用区块链技术中的加密算法，对自身输出的报文进行加密，再将加密后的报文输出至所述通讯单元。
优选的，所述分布式数据库用于采用区块链技术中的分布式存储功能，以链式的区块存储接收到的数据。
优选的，所述中心计算单元还用于采用区块链技术中的智能合约功能实现对于下挂局域能量装置的能量交易。
优选的，所述中心计算单元包括：底层操作系统、区块链核心服务层、计量数据管理模块、能量监控管理模块、能量优化管理模块、能量交易模块、能量预测模块、设备管理接口、数据库接口、通讯接口及人机软接口；其中：
所述区块链核心服务层用于提供组件以使所述中心计算单元实现所述共识机制功能、所述加密算法、所述智能合约功能以及对于分布式数据的存取功能；
所述计量数据管理模块用于基于所述区块链核心服务层提供的相应组件，将通过所述通讯接口接收所述通讯单元转发的下挂局域能量装置的能量数据，通过所述数据库接口存储在所述分布式数据库中；
所述能量监控管理模块用于通过所述通讯接口接收所述通讯单元转发的下挂局域能量装置的状态数据，或者，向能源路由器发送控制数据以实现对于被控对象的能量生产或消耗的控制；
所述能量预测模块用于根据外部预测信息及所述分布式数据库中存储的历史数据，来统计预测次日的能源生产或消耗的情况，作为能源交易的需求与报价基础数据；
所述能量优化管理模块用于基于所述区块链核心服务层提供的相应组件，根据不同的优化控制目标来配合所述能量监控管理模块实现最优的控制目标，计算得到收益数据以及被控对象在每个清算周期内的信用指数，并通过所述数据库接口存入所述分布式数据库中；
所述能量交易模块用于基于所述区块链核心服务层提供的相应组件，根据所述能量预测模块的数据，实现价格与交易量的博弈，接收分布式智慧能量管理网络最终的成交信息，在形成共识后通过所述数据库接口存入所述分布式数据库中；
所述人机软接口用于与所述人机接口相连。
优选的，所述计量数据管理模块具体用于：
基于所述区块链核心服务层提供的相应组件，采用权益证明的方式进行记账权竞争；
若获得记账权，则对所述能量数据进行加密、签名及打包处理，生成分布式账单；若未获得记账权，则通过所述通讯接口接收所述通讯单元转发的其他分布式智慧能量管理设备的分布式账单；
将所述分布式账单通过所述数据库接口存储在所述分布式数据库中。
优选的，若所述通讯单元通过所述局域能量装置与外部能量网络相连，则：
所述计量数据管理模块具体用于：基于所述区块链核心服务层提供的相应组件，通过所述通讯接口接收所述通讯单元转发的其他分布式智慧能量管理设备的分布式账单；将所述分布式账单通过所述数据库接口存储在所述分布式数据库中；
所述能量预测模块不工作；
所述能量监控管理模块用于通过所述通讯接口接收所述通讯单元转发的所述外部能量网络的调度要求，并依次通过所述通讯接口和所述通讯单元转发至其他分布式智慧能量管理设备。
优选的，所述信用指数的计算公式为：
CRi＝min(|实际值|，|承诺值|)/max(|实际值|，|承诺值|)；
其中，CRi为所述信用指数。
优选的，所述中心计算单元还用于实现数字资产核查的合约追溯功能，扩展支持授权数据分享服务以及与碳资产管理相关的能源计量服务。
一种分布式智慧能量管理网络，其特征在于，包括扩展应用设备以及多个如上述任一所述的分布式智慧能量管理设备；
所述扩展应用设备分别与多个所述分布式智慧能量管理设备通信连接。
优选的，所述扩展应用设备用于支持能量交易的应用、授权机关的查询与监管应用、通证服务应用以及未来与第三方网络或者应用接口的扩展应用。
本发明提供的分布式智慧能量管理设备，通过其通讯单元能够与局域能量装置和其他分布式智慧能量管理设备相连；其中心计算单元能够采用区块链技术中的共识机制功能，对通过所述通讯单元接收的广播报文进行验证，并在验证通过后将所述广播报文的数据存储到所述分布式数据库中，使得各个分布式智慧能量管理设备能够实现对于同一报文数据的分布式存储，相互之间互为佐证、避免被篡改。并且，其中心计算单元还能够采用区块链技术中的加密算法，对自身输出的报文进行加密，再将加密后的报文通过所述通讯单元进行广播，防止非授权的查看与信息泄露。因此，本申请提供的该分布式智慧能量管理设备，其安全性高于现有的分布式协同技术方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的分布式智慧能量管理设备的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的分布式智慧能量管理网络与外部网络的连接关系示意图；
图3是本发明实施例提供的中心计算单元的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的分布式智慧能量管理网络功能架构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明提供一种分布式智慧能量管理设备，以提供一种安全的分布式能量管理方案。
请参见图1，该分布式智慧能量管理设备具体包括：中心计算单元102、分别与中心计算单元102相连的分布式数据库101、授时单元105、人机接口104及通讯单元103；其中：
通讯单元103还与局域能量装置和其他分布式智慧能量管理设备相连，用于接收其他分布式智慧能量管理设备发送的广播报文并转发至中心计算单元102，以及，将中心计算单元102输出的报文向其他分布式智慧能量管理设备进行广播；
中心计算单元102用于采用区块链技术中的共识机制功能，对接收的广播报文进行验证，并在验证通过后将广播报文的数据存储到分布式数据库101中；并且，采用区块链技术中的加密算法，对自身输出的报文进行加密，再将加密后的报文输出至通讯单元103；
分布式数据库101用于采用区块链技术中的分布式存储功能，以链式的区块存储接收到的数据；
人机接口104用于接收操作人员通过计算机下发的指令等；
授时单元105用于为该分布式智慧能量管理设备提供时间基准。
优选的，该中心计算单元102还用于采用区块链技术中的智能合约功能实现对于下挂局域能量装置的能量交易。
以图1所示的该分布式智慧能量管理设备为节点，各个节点相互连接，将会构成一个分布式智慧能量管理网络，即图2中位于中层的网络，此网络能够与外部能量网络通过智慧能量管理设备实现互联互通。
在该分布式智慧能量管理网络中，每个分布式智慧能量管理设备所管辖的网络可以包括局域能量网络中的多种能量产生装置、能量消耗装置及能量路由装置等局域能量装置，分布式智慧能量管理设备可以实现在信息层面的对这些装置中能量流动的监视与控制。
各个分布式智慧能量管理设备均是基于区块链技术开发的，作为节点，可以直接互联，具备分布式存储与计算能力；在存储时，可以将能量产生与消耗的信息加密、签名、打包处理成为分布式账单，存入分布式数据库。在行使区块记账功能的时候，可以采用权益证明这一共识机制来决定记账权，获得记账权的节点负责打包所有交易生成新的区块，且可获得相应的激励；或者，也可以不参与网络的记账权竞争，仅作为一个数据节点负责同步账本信息。参与能量交易的双方节点将成交信息作为参数传递到所要调用的智能合约中去，当满足智能合约触发条件后智能合约能够自动执行，实现价值转移和能源调度。
本实施例提供的该分布式智慧能量管理设备，通过其通讯单元103能够与局域能量装置和其他分布式智慧能量管理设备相连；其中心计算单元102能够采用区块链技术中的共识机制功能，对通过通讯单元103接收的广播报文进行验证，并在验证通过后将广播报文的数据存储到分布式数据库中，使得各个分布式智慧能量管理设备能够实现对于同一报文数据的分布式存储，相互之间互为佐证、避免被篡改；而分布式数据库101能够采用区块链技术中的分布式存储功能，以链式的区块存储接收到的数据，进一步确保自身形成的记录无法被篡改。并且，其中心计算单元102还能够采用区块链技术中的加密算法，对自身输出的报文进行加密，再将加密后的报文通过通讯单元103进行广播，防止非授权的查看与信息泄露。因此，本实施例提供的该分布式智慧能量管理设备，其安全性高于现有的分布式协同技术方案。
本发明另一实施例还提供了一种具体的分布式智慧能量管理设备，在上述实施例及图1和图2的基础之上，优选的，参见图3，该中心计算单元102包括：底层操作系统201、区块链核心服务层202、计量数据管理模块203、能量监控管理模块204、能量优化管理模块205、能量交易模块206、能量预测模块207、设备管理接口211、数据库接口208、通讯接口209及人机软接口210；其中：
区块链核心服务层202用于提供组件以使中心计算单元102实现共识机制功能、加密算法、智能合约功能以及对于分布式数据的存取功能；
计量数据管理模块203用于基于区块链核心服务层202提供的相应组件，对通讯接口209接收通讯单元103转发的下挂局域能量装置的能量数据，通过数据库接口208存储在分布式数据库101中；具体的，可以基于区块链核心服务层202提供的相应组件，采用权益证明的方式进行记账权竞争；若获得记账权，则对能量数据进行加密、签名及打包处理，生成分布式账单；若未获得记账权，则通过通讯接口209接收通讯单元103转发的其他分布式智慧能量管理设备的分布式账单；然后将分布式账单通过数据库接口208存储在分布式数据库101中；
能量监控管理模块204用于通过通讯接口209接收通讯单元103转发的下挂局域能量装置的状态数据，或者，向能源路由器发送控制数据以实现对于被控对象(能量生产装置或能量消耗装置)的能量生产或消耗的控制；
能量预测模块207用于根据外部预测信息(例如，气象信息)及分布式数据库101中存储的历史数据，来统计预测次日的能源生产或消耗的情况，作为能源交易的需求与报价基础数据；
能量优化管理模块205用于基于区块链核心服务层202提供的相应组件，根据不同的优化控制目标来配合能量监控管理模块204实现最优的控制目标，计算得到收益数据以及被控对象在每个清算周期内的信用指数，并通过数据库接口208存入分布式数据库101中；
能量交易模块206用于基于区块链核心服务层202提供的相应组件，根据能量预测模块207的数据，实现价格与交易量的博弈，接收分布式智慧能量管理网络最终的成交信息，在形成共识后通过数据库接口208存入分布式数据库101中；
人机软接口210用于与人机接口104相连；
设备管理接口211用于与本地设备相连。
本实施例提供的该分布式智慧能量管理设备，在清算周期内，按照合约内容从其下挂的能量计量设备中获取双向能量交换数据，从而触发智能合约，实现资金的自动转移，完成能量交易。该分布式智慧能量管理设备具有预测其下挂设备能量产生与消耗的能力，并且可以根据预测值提供交易报价。另外，该分布式智慧能量管理设备还可以与能量路由、转换等设备互联，监视、控制与预测这些能量路由、转换设备中的能量流动，下发控制策略实现优化策略，以实现能量的双向流动管理。
优选的，该分布式智慧能量管理设备不仅可以实现合约自动执行的智能合约扩展功能，还能够实现数字资产核查的合约追溯功能，扩展支持授权数据分享服务以及与碳资产管理相关的能源计量服务等。
值得说明的是，当该分布式智慧能量管理设备与外部能量网络(例如大电网)连接时，具有如下一些特殊的功能：
计量数据管理模块203仅用于：基于区块链核心服务层202提供的相应组件，通过通讯接口209接收通讯单元103转发的其他分布式智慧能量管理设备的分布式账单；然后将分布式账单通过数据库接口208存储在分布式数据库101中；即不参与记账工作，进而能够维护网络记账的公平性；
其能量预测模块207不工作，即不具备对于外部能量网络的能源产生与消耗的预测功能；
能量监控管理模块204不用于对于外部能量网络的监控和管理，但是用于通过通讯接口209接收通讯单元103转发的外部能量网络的调度要求，并依次通过通讯接口209接收通讯单元103转发至其他分布式智慧能量管理设备，进而可以解读从外网发来的调度要求，并且供网内能量调控策略之用。
其余原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
另外，分布式智慧能量管理设备进行能量管理的目标是：在清算周期内(比如，每日)获得最佳的信用指数，尽量保证，节点之间的实际能量交换值＝节点承诺的能量交换值；并且，在清算周期内按照网内用户认同的结算价格与计算方式，获得本节点所管辖网络的最佳收益。
因此，在上述实施例的基础之上，优选的，信用指数的计算公式为：
CRi＝min(|实际值|，|承诺值|)/max(|实际值|，|承诺值|)；
其中，CRi为信用指数。
优选的，收益数据的计算公式为：
Pg＝(PEg×UPEg)-(CEg×UCEg)，
其中，Pi＝m为局域能量网络所连接用户m每日的总收入，Pg为外部能量网络用户每日的总收入，Po为能量交易安全校核机构每日的总收入，CRi＝m为局域能量网络所连接用户m每日的信用指数，PEi＝m为每日局域能量网络所连接用户m向局域能量网络提供的能量，UPEi为每日局域能量网络所连接用户向局域能量网络提供能量的单位价格，CEi＝m为每日局域能量网络所连接用户m从局域能量网络获得的能量，UCEi为每日局域能量网络所连接用户从局域能量网络获得能量的单位价格，LE为每日局域能量网络中的能量损耗，ULE为每日局域能量网络中能量损耗的单位价格，K为每日用户从局域能量网络获得能量之和与每日局域能量网络所有用户获得能量之和的比值或者每日用户从局域能量网络提供能量之和与每日局域能量网络所有用户提供能量之和的比值，PEg为每日外部网络向局域能量网络提供的能量，UPEg为每日外部网络向局域能量网络提供能量的单位价格，CEg为每日外部网络从局域能量网络获取的能量，UCEg为每日外部网络从局域能量网络获取能量的单位价格，PEi为每日局域能量网络所连接用户i向局域能量网络提供的能量，CEi为每日局域能量网络所连接用户i从局域能量网络获得的能量，CRi为局域能量网络所连接用户i每日的信用指数。
本实施例通过上述计算过程提供了一种基于能量交换信用指数的能量交易模型，能够通过主动调节下挂设备的能量的发生与消耗，能够获得更高的信用指数和更大的收益，同时避免损失；另外，通过区块链技术记录所有的交易行为，信用指数的历史变化，没有中心机构可以篡改，从而达到鼓励用能者的信用行为，打击或者杜绝不讲信用的行为，为促进能源区块链的商业应用与生态建设进行了尝试。
其余原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供了一种分布式智慧能量管理网络，如图2所示，包括扩展应用设备(图2中的上层设备)以及多个分布式智慧能量管理设备(图2中的中层设备)，该扩展应用设备分别与多个分布式智慧能量管理设备通信连接；该分布式智慧能量管理设备，如图1所示，包括：中心计算单元102、分别与中心计算单元102相连的分布式数据库101、授时单元105、人机接口104及通讯单元103；其中：
通讯单元103还与局域能量装置和其他分布式智慧能量管理设备相连，用于接收其他分布式智慧能量管理设备发送的广播报文并转发至中心计算单元102，以及，将中心计算单元102输出的报文向其他分布式智慧能量管理设备进行广播；
中心计算单元102用于采用区块链技术中的共识机制功能，对接收的广播报文进行验证，并在验证通过后将广播报文的数据存储到分布式数据库101中；并且，采用区块链技术中的加密算法，对自身输出的报文进行加密，再将加密后的报文输出至通讯单元103；
分布式数据库101用于采用区块链技术中的分布式存储功能，以链式的区块存储接收到的数据。
优选的，中心计算单元102还用于采用区块链技术中的智能合约功能实现对于下挂局域能量装置的能量交易。
优选的，中心计算单元102包括：底层操作系统201、区块链核心服务层202、计量数据管理模块203、能量监控管理模块204、能量优化管理模块205、能量交易模块206、能量预测模块207、设备管理接口211、数据库接口208、通讯接口209及人机软接口210；其中：
区块链核心服务层202用于提供组件以使中心计算单元102实现共识机制功能、加密算法、智能合约功能以及对于分布式数据的存取功能；
计量数据管理模块203用于通过通讯接口209接收通讯单元103转发的下挂局域能量装置的能量数据，并基于区块链核心服务层202提供的相应组件，对通讯接口209接收通讯单元103转发的下挂局域能量装置的能量数据，通过数据库接口208存储在分布式数据库101中；具体的，可以基于区块链核心服务层202提供的相应组件，采用权益证明的方式进行记账权竞争；若获得记账权，则对能量数据进行加密、签名及打包处理，生成分布式账单；若未获得记账权，则通过通讯接口209接收通讯单元103转发的其他分布式智慧能量管理设备的分布式账单；然后将分布式账单通过数据库接口208存储在分布式数据库101中；
能量监控管理模块204用于通过通讯接口209接收通讯单元103转发的下挂局域能量装置的状态数据，或者，向能源路由器发送控制数据以实现对于被控对象的能量生产或消耗的控制；
能量预测模块207用于根据外部预测信息(例如，气象信息)及分布式数据库101中存储的历史数据，来统计预测次日的能源生产或消耗的情况，作为能源交易的需求与报价基础数据；
能量优化管理模块205用于基于区块链核心服务层202提供的相应组件，根据不同的优化控制目标来配合能量监控管理模块204实现最优的控制目标，计算得到收益数据以及被控对象在每个清算周期内的信用指数，并通过数据库接口208存入分布式数据库101中；
能量交易模块206用于基于区块链核心服务层202提供的相应组件，根据能量预测模块207的数据，实现价格与交易量的博弈，接收分布式智慧能量管理网络最终的成交信息，在形成共识后通过数据库接口208存入分布式数据库101中；
人机软接口210用于与人机接口104相连。
图4所示为该分布式智慧能量管理网络的功能架构，由图4可以看出：
从下往上，基于区块链的分布式智慧能量管理网络功能架构的最底层是区块链存储，以链式的区块(初始块0、区块1、区块2至区块N)结构分布式的存储在区块链网络节点中，是一种分布式存储数据结构。
网络启动之后会定时产生广播(或者触发产生)，广播的报文在网络中通过节点验证并确认有效性后，存储到区块链的分布式数据库中，形成的记录无法篡改。在广播过程，网络中的数据与用户信息均会采用加密形式进行通讯，防止非授权的查看与信息泄露。
分布式智慧能量管理网络功能的上层设计中包含了可以实现合约自动执行的智能合约扩展功能，实现数字资产核查的合约追溯功能，还可以扩展支持与碳资产管理相关的能源计量服务，以及授权数据分享服务，即图4中所示的碳排放核定、计量信息存储与分享等。
顶层的分布式智慧能量管理网络功能由该扩展应用设备来实现，支持能量交易的应用、授权机关的查询与监管应用、通证服务应用以及未来与第三方网络或者应用接口的扩展应用(第三方扩展)等区块链应用。
在实际应用中，该分布式智慧能量管理网络中能量交易的具体流程可以为：
各个分布式智慧能量管理设备作为节点，分别根据历史能量交易量和价格统计等预测信息产生自身所管辖区域未来的能量交易量(买入与卖出)和报价，向能源区块链网络广播。
参与本次能量交易的区块链节点接收广播，通过节点之间的多阶段博弈最终形成各个节点的能量交易建议并且向网络广播；能量交易建议通过专门机构(网络能量审核节点)的安全校核之后达成能量成交清单，在能源区块链中进行广播；该能量交易建议若未能通过安全审核，则通过阻塞管理之后再次进行节点之间的多阶段博弈最终形成各个节点的能量交易建议并且向网络广播。
能量交易信息广播到区块链后，由记账节点负责记账，在其余节点同步能量交易信息；也即将交易信息记录在智能合约中，并且在网络中达成共识。
参与能源交易的各个节点控制各自下挂的能量控制装置依照成交信息进行生产或者消费，通过能量计量装置实时采集实际的能量流动情况，并记录在区块链中。
交易清算时刻，在分布式智慧能量管理设备中按照智能合约核查实际交易情况，如果条件满足，按照合约与记录的能量产生与消耗的数据，自动完成网络内部的资金结算；如果条件不满足，按照违约规定执行惩罚，网络中不足或者多余的能量由兜底服务方(外部网)进行处理。
交易清算时刻，在分布式智慧能量管理设备上面执行智能合约产生的收益(或者支出)按照网络内部每个分布式智慧能源管理设备的实际能量交换和信用指数进行如下计算：
CRi＝min(|实际值|，|承诺值|)/max(|实际值|，|承诺值|)；
其中，CRi为信用指数。
Pg＝(PEg×UPEg)-(CEg×UCEg)；
其中，Pi＝m为局域能量网络所连接用户m每日的总收入，Pg为外部能量网络用户每日的总收入，Po为能量交易安全校核机构每日的总收入，CRi＝m为局域能量网络所连接用户m每日的信用指数，PEi＝m为每日局域能量网络所连接用户m向局域能量网络提供的能量，UPEi为每日局域能量网络所连接用户向局域能量网络提供能量的单位价格，CEi＝m为每日局域能量网络所连接用户m从局域能量网络获得的能量，UCEi为每日局域能量网络所连接用户从局域能量网络获得能量的单位价格，LE为每日局域能量网络中的能量损耗，ULE为每日局域能量网络中能量损耗的单位价格，K为每日用户从局域能量网络获得能量之和与每日局域能量网络所有用户获得能量之和的比值或者每日用户从局域能量网络提供能量之和与每日局域能量网络所有用户提供能量之和的比值，PEg为每日外部网络向局域能量网络提供的能量，UPEg为每日外部网络向局域能量网络提供能量的单位价格，CEg为每日外部网络从局域能量网络获取的能量，UCEg为每日外部网络从局域能量网络获取能量的单位价格，PEi为每日局域能量网络所连接用户i向局域能量网络提供的能量，CEi为每日局域能量网络所连接用户i从局域能量网络获得的能量，CRi为局域能量网络所连接用户i每日的信用指数。
具体的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种分布式智慧能量管理设备，其特征在于，包括：中心计算单元、分布式数据库及通讯单元；其中，
所述通讯单元与所述中心计算单元、局域能量装置和其他分布式智慧能量管理设备相连；所述通讯单元用于：接收其他分布式智慧能量管理设备发送的广播报文并转发至所述中心计算单元，以及，将所述中心计算单元输出的报文向其他分布式智慧能量管理设备进行广播；
所述中心计算单元与所述分布式数据库相连；所述中心计算单元用于：采用区块链技术中的共识机制功能，对接收的广播报文进行验证，并在验证通过后将所述广播报文的数据存储到所述分布式数据库中；并且，采用区块链技术中的加密算法，对自身输出的报文进行加密，再将加密后的报文输出至所述通讯单元。
2.根据权利要求1所述的分布式智慧能量管理设备，其特征在于，所述分布式数据库用于采用区块链技术中的分布式存储功能，以链式的区块存储接收到的数据。
3.根据权利要求1或2所述的分布式智慧能量管理设备，其特征在于，所述中心计算单元还用于采用区块链技术中的智能合约功能实现对于下挂局域能量装置的能量交易。
4.根据权利要求3所述的分布式智慧能量管理设备，其特征在于，所述中心计算单元包括：底层操作系统、区块链核心服务层、计量数据管理模块、能量监控管理模块、能量优化管理模块、能量交易模块、能量预测模块、设备管理接口、数据库接口、通讯接口及人机软接口；其中：
所述区块链核心服务层用于提供组件以使所述中心计算单元实现所述共识机制功能、所述加密算法、所述智能合约功能以及对于分布式数据的存取功能；
所述计量数据管理模块用于基于所述区块链核心服务层提供的相应组件，将通过所述通讯接口接收所述通讯单元转发的下挂局域能量装置的能量数据，通过所述数据库接口存储在所述分布式数据库中；
所述能量监控管理模块用于通过所述通讯接口接收所述通讯单元转发的下挂局域能量装置的状态数据，或者，向能源路由器发送控制数据以实现对于被控对象的能量生产或消耗的控制；
所述能量预测模块用于根据外部预测信息及所述分布式数据库中存储的历史数据，来统计预测次日的能源生产或消耗的情况，作为能源交易的需求与报价基础数据；
所述能量优化管理模块用于基于所述区块链核心服务层提供的相应组件，根据不同的优化控制目标来配合所述能量监控管理模块实现最优的控制目标，计算得到收益数据以及被控对象在每个清算周期内的信用指数，并通过所述数据库接口存入所述分布式数据库中；
所述能量交易模块用于基于所述区块链核心服务层提供的相应组件，根据所述能量预测模块的数据，实现价格与交易量的博弈，接收分布式智慧能量管理网络最终的成交信息，在形成共识后通过所述数据库接口存入所述分布式数据库中；
所述人机软接口用于与所述人机接口相连。
5.根据权利要求4所述的分布式智慧能量管理设备，其特征在于，所述计量数据管理模块具体用于：
基于所述区块链核心服务层提供的相应组件，采用权益证明的方式进行记账权竞争；
若获得记账权，则对所述能量数据进行加密、签名及打包处理，生成分布式账单；若未获得记账权，则通过所述通讯接口接收所述通讯单元转发的其他分布式智慧能量管理设备的分布式账单；
将所述分布式账单通过所述数据库接口存储在所述分布式数据库中。
6.根据权利要求4所述的分布式智慧能量管理设备，其特征在于，若所述通讯单元通过所述局域能量装置与外部能量网络相连，则：
所述计量数据管理模块具体用于：基于所述区块链核心服务层提供的相应组件，通过所述通讯接口接收所述通讯单元转发的其他分布式智慧能量管理设备的分布式账单；将所述分布式账单通过所述数据库接口存储在所述分布式数据库中；
所述能量预测模块不工作；
所述能量监控管理模块用于通过所述通讯接口接收所述通讯单元转发的所述外部能量网络的调度要求，并依次通过所述通讯接口和所述通讯单元转发至其他分布式智慧能量管理设备。
7.根据权利要求4所述的分布式智慧能量管理设备，其特征在于，所述信用指数的计算公式为：
CRi＝min(|实际值|，|承诺值|)/max(|实际值|，|承诺值|)；
其中，CRi为所述信用指数。
8.根据权利要求1-7任一所述的分布式智慧能量管理设备，其特征在于，所述中心计算单元还用于实现数字资产核查的合约追溯功能，扩展支持授权数据分享服务以及与碳资产管理相关的能源计量服务。
9.一种分布式智慧能量管理网络，其特征在于，包括扩展应用设备以及多个如权利要求1-8任一所述的分布式智慧能量管理设备；
所述扩展应用设备分别与多个所述分布式智慧能量管理设备通信连接。
10.根据权利要求9所述的分布式智慧能量管理网络，其特征在于，所述扩展应用设备用于支持能量交易的应用、授权机关的查询与监管应用、通证服务应用以及未来与第三方网络或者应用接口的扩展应用。
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