CN109785131A - 一种基于区块链的电力交易方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于区块链的电力交易方法，属于能源互联网领域。本发明把售电方与购电方各作为一个节点，N个节点共同构建一个区块链技术平台；根据区块链的投票系统选出一个公认主节点，所述主节点根据售电方与购电方的需求自动制定电力单价；售电方与购电方的交易请求数据发送至区块链平台上，并将数据储存在区块链上；售、购电方的数据交互和存储，所述数据交互和存储都经过区块链平台，待交易发生后，把结果存储到每一个节点；交易的结果通知电力调度模块，把售电方的调度给购电方，交易结束。本发明使得能源电力交易更加有效可靠，交易透明化，还可以防范交易信息被篡改。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于区块链的电力交易方法，属于能源互联网技术领域。
背景技术
传统的电力运营模式是将收集的电力集中到电站，然后再由电站统一按照需求传输给终端用户。随着能源互联网的发展，原有的电力消费者转化为产消者的角色，大量的产消者组成了新型的电力双边交易市场，这就出现了交易信息的海量化、数据安全性较低、易被篡改的问题。因此我们需要一种去中心化、可信交互技术作为能源互联网在信息交互方面的技术支撑。
区块链技术是比特币的底层技术，本质就是一个去中心化的数据库，是一个分布式的账本。其特点是去中心化、公开透明，任何人都能查看与记录，其记录的信息不可篡改。通过在能源互联网中引入区块链技术，实现安全、可靠、对等的点对点能源交易，能够有效地解决成本高、安全性低等问题。
在现有的基于区块链的电力交易方法中，主要分为两种：完全去中心化和弱中心化。完全去中心化的方法主要是利用区块链的特点，直接在区块链上面对电力的交易。如专利201711066800.3公开了一种把电力交易信息分别保存在各个区块中，各个区块连接成区块链，区块链记录在所有节点中，由所有节点共同维护。这样就能有效地保证电力交易的安全性。但是这样参与者在进行多边交易博弈时，容易造成交易堵塞。弱中心化的交易方法中，专利（201710503318.5）公开了一种将电力交易过程与信息的记录、管理由市场参与者完成，中心机构对交易安全性进行管理的方法。该种方法存在的缺点还是需要中心机构的参与，并不能够完全的实现点对点的公开透明的交易。
因此，针对上述的不足处，本发明提出另外一种基于区块链的电力交易方法，其对参与者多边交易博弈进行改进，选取一个中心节点替代传统的电力交易中心机构来管理解决多边交易造成的堵塞。对应的有益效果将完全实现去中心化的电力交易，使能源电力交易更加有效率，以及交易的透明化，还可以防范交易信息被篡改。
发明内容
本发明提供了一种基于区块链的电力交易方法，以用于解决能源电力交易更加有效可靠，以及交易的透明化现象，增加区块链技术还可以防范交易信息被篡改。
本发明的技术方案是：一种基于区块链的电力交易方法，具体步骤如下：
Step1 搭建区块链平台，所述平台由若干售电方和购电方构成，每个售电方和购电方各注册为节点，形成由N个节点构成的区块链平台；
Step2 从以上节点中选出一个主节点，所述主节点是基于区块链的投票系统公选出来的；
Step3 售电方与购电方的交易请求数据发送至区块链平台上，并将数据储存在区块链上，所述交易请求数据包括各自的电力数量和电价，电力数量包括售电方发布的可出售的售电量和购电方发布的需求的购电量，主节点再根据售电方与购电方的交易请求数据制定电力单价和结算条件；
Step4 售电方和购电方通过客户端看到达成协议的电价及电力数量，售电方和购电方在客户端上确认即可达成交易，当交易达到结算条件开始进行结算，把交易结果存储到每一个节点；
Step5 交易的结果通知电力调度模块，所述电力调度模块把售电方售卖电力调度给购电方，购电方的购电费用自动转入售电方账户，交易结束。
进一步的，所述步骤Step1中售电方和购电方在注册时会打上一个公有的私钥，经过区块链平台认证并创建，以此作为区块链上面的节点，建立一个独立的身份编码。
进一步的，所述主节点的选择过程为：所有节点都是群众，开始投票，按照票数排名，所有节点的前50%竞选为共识节点，剩下的全部为群众节点，然后共识节点相互投票选出一个主节点，在选举结束后，主节点就开始任期，其余的共识节点代表变为群众，直到下一次选举开始，每隔一段时间，进行一次共识节点代表的动态更新，同时主节点也会跟着更新，更新后的主节点再根据售电方与购电方的交易请求数据制定电力单价。
进一步的，所述共识节点投票时有时间限制，当超出时间限制还没有选出主节点，超时部分的共识节点变成群众节点，取消投票资格。
进一步的，所述主节点的选择过程中出现票数相同的情况时需要重新发起投票。
进一步的，所述任职期间会一直和其他节点保持心跳通信，一旦一段时间内主节点没有发出通信，那么就认为主节点出现故障，重新发起一轮新的选举。
进一步的，所述主节点以外的所有节点都有权利拒接或者接受主节点中途修改提交的电力价格和结算条件，至少有超过51%以上的节点都同意修改后，主节点才能进行修改。
进一步的，所述步骤Step3中主节点制定电力单价的具体过程为：如果售电方发布的售电量相对于前一个小时发布在区块链平台的售电量多而且购电方发布的购电量相对于前一个小时发布在区块链平台的购电量少，那么主节点制定的价格就相对于售电方和购电方发布的电价的平均值下调20%；如果售电方发布的售电量相对于前一个小时发布在区块链平台的售电量少而且购电方发布的购电量相对于前一个小时发布在区块链平台的购电量多，那么主节点制定的价格就相对于售电方和购电方发布的电价的平均值上调20%；除了上述两种情况的其他情况，主节点制定的价格为售电方和购电方发布的电价的平均值。
进一步的，所述步骤Step3中售电方和购电方请求的电价应在规定范围内进行选择，具体每度电的价格区间为0-10元。
本发明的有益效果是：本发明使得能源电力交易更加有效可靠，以及交易更加透明化，同时可以防范交易信息被篡改。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：如图1所示，一种基于区块链的电力交易方法，具体步骤如下：
Step1 构建一个区块链技术平台，所述平台由若干售电方和购电方构成，每个售电方和购电方各注册为节点，形成由N个节点构成的区块链平台；
Step2选出一个主节点，所述主节点是基于区块链的投票系统公选出来的；
Step3 将售电方与购电方的交易请求数据发送至区块链平台上，并将数据储存在区块链上，所述交易请求数据包括各自的电力数量和电价，电力数量包括售电方发布的可出售的售电量和购电方发布的需求的购电量，主节点再根据售电方与购电方的交易请求数据制定电力单价和结算条件，主节点制定电力单价和结算条件都是通过智能合约的方式进行定义；
Step4 售、购电方确认交易数据，售电方和购电方通过客户端看到达成协议的电价及电力数量，售电方和购电方在客户端上确认即可达成交易，当交易达到结算条件开始进行结算，把交易结果存储到每一个节点；
Step5 交易的结果通知电力调度模块，所述电力调度模块把售电方售卖电力调度给购电方，购电方的购电费用自动转入售电方账户，交易结束。
实施例2：本实施例中由四个节点（A，B，C，D）构成区块链平台，步骤1，在注册时会打上一个公有的私钥，经过区块链平台认证并创建，以此作为区块链上面的节点，建立一个独立的身份编码。
步骤2进行主节点选取，首先，参与的四个节点A，B，C，D都是群众，开始投票，按照票数排名，所有节点的前50%竞选为共识节点，剩下的全部为群众节点，然后共识节点相互投票选出一个主节点，在选举结束后，主节点就开始任期，其余的共识节点代表变为群众，直到下一次选举开始，每隔一段时间，进行一次共识节点代表的动态更新，同时主节点也会跟着更新，更新后的主节点再根据售电方与购电方的交易请求数据制定电力单价。
此外，为了防止每个共识节点代表自己投给自己，又因为每个代表节点投票时间不同，设置一个时间限制，当超出时间限制还没有选出主节点，超时部分的共识节点变成群众节点，取消投票资格，只能在再次投票时去选择其他竞选者，这样就能很快的选择出主节点，主节点的选择过程中出现票数相同的情况时需要重新发起投票。主节点在任职期间会一直和其他节点保持心跳通信，一旦一段时间内主节点没有发出通信，那么就认为主节点出现故障，重新发起一轮新的选举。
而且主节点以外的所有节点都有权利拒接或者接受主节点中途修改提交的电力价格和结算条件，至少有超过51%以上的节点都同意修改后，主节点才能进行修改。
步骤3将售电方与购电方的交易请求数据发送至区块链平台上，主节点制定电力单价，主节点制定电力单价的具体过程为：如果售电方发布的售电量相对于前一个小时发布在区块链平台的售电量多而且购电方发布的购电量相对于前一个小时发布在区块链平台的购电量少，那么主节点制定的价格就相对于售电方和购电方发布的电价的平均值下调20%；如果售电方发布的售电量相对于前一个小时发布在区块链平台的售电量少而且购电方发布的购电量相对于前一个小时发布在区块链平台的购电量多，那么主节点制定的价格就相对于售电方和购电方发布的电价的平均值上调20%；除了上述两种情况的其他情况，主节点制定的价格为售电方和购电方发布的电价的平均值。售电方和购电方请求的电价应在规定范围内进行选择，具体每度电的价格区间为0-10元。
步骤4 售、购电方确认交易数据，售电方A、购电方B通过客户端看到达成协议的价格及电量，售电方A、购电方B只需在上面确认即可达成交易，当区块链平台上所有的交易量达到开始设定的量，即交易达到结算条件后把结果存储到节点A、B、C、D上，结算的条件设置主要是为了节约能源与存储空间。当然，如果购电方B想同时购买多笔电量时，则需要与售电方A、C、D分别达成协议的价格与电量，最后打包成一个块存储在节点A、B、C、D上。在区块链上，交易信息都是公开的，每个节点都能查看，交易发生时，主节点制定的交易价格会通过节点认证，交易发生后，把交易结果记录到区块链上的每一个节点。
步骤5，电力调度模块，交易的结果通知电力调度模块，所述电力调度模块把售电方A售卖电力调度给购电方B，购电方B的购电费用自动转入售电方A账户，交易结束。
所述的电力调度模块包括通信电路和控制电路。通信电路连接区块链平台，接受或发送各节点电力交易的结果，通信电路再连接控制电路，控制电路控制把售电方售卖电力调度给购电方，购电方的购电费用自动转入售电方账户。
通信电路连接区块链平台，通过现有的通信协议技术（比如Modbus通讯协议）接受或发送各节点电力交易的结果，通信电路再通过Modbus通讯协议连接控制电路。
控制电路可以通过嵌入式或者单片机设备（如ARM11）把售电方售卖的电力调度给购电方，购电方的购电费用自动转入售电方账户。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种基于区块链的电力交易方法，其特征在于：具体步骤如下：
Step1 搭建区块链平台，所述平台由若干售电方和购电方构成，每个售电方和购电方各注册为节点，形成由N个节点构成的区块链平台；
Step2 从以上节点中选出一个主节点，所述主节点是基于区块链的投票系统公选出来的；
Step3 售电方与购电方的交易请求数据发送至区块链平台上，并将数据储存在区块链上，所述交易请求数据包括各自的电力数量和电价，电力数量包括售电方发布的可出售的售电量和购电方发布的需求的购电量，主节点再根据售电方与购电方的交易请求数据制定电力单价和结算条件；
Step4 售电方和购电方通过客户端看到达成协议的电价及电力数量，售电方和购电方在客户端上确认即可达成交易，当交易达到结算条件开始进行结算，把交易结果存储到每一个节点；
Step5 交易的结果通知电力调度模块，所述电力调度模块把售电方售卖电力调度给购电方，购电方的购电费用自动转入售电方账户，交易结束。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的电力交易方法，其特征在于：所述步骤Step1中售电方和购电方在注册时会打上一个公有的私钥，经过区块链平台认证并创建，以此作为区块链上面的节点，建立一个独立的身份编码。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的电力交易方法，其特征在于：所述主节点的选择过程为：所有节点都是群众，开始投票，按照票数排名，所有节点的前50%竞选为共识节点，剩下的全部为群众节点，然后共识节点相互投票选出一个主节点，在选举结束后，主节点就开始任期，其余的共识节点代表变为群众，直到下一次选举开始，每隔一段时间，进行一次共识节点代表的动态更新，同时主节点也会跟着更新，更新后的主节点再根据售电方与购电方的交易请求数据制定电力单价。
4.根据权利要求3所述的基于区块链的电力交易方法，其特征在于：所述共识节点投票时有时间限制，当超出时间限制还没有选出主节点，超时部分的共识节点变成群众节点，取消投票资格。
5.根据权利要求3所述的基于区块链的电力交易方法，其特征在于：所述主节点的选择过程中出现票数相同的情况时需要重新发起投票。
6.根据权利要求3所述的基于区块链的电力交易方法，其特征在于：所述任职期间会一直和其他节点保持心跳通信，一旦一段时间内主节点没有发出通信，那么就认为主节点出现故障，重新发起一轮新的选举。
7.根据权利要求3所述的基于区块链的电力交易实现方法，其特征在于：所述主节点以外的所有节点都有权利拒接或者接受主节点中途修改提交的电力价格和结算条件，至少有超过51%以上的节点都同意修改后，主节点才能进行修改。
8.根据权利要求1所述的基于区块链的电力交易方法，其特征在于：所述步骤Step3中主节点制定电力单价的具体过程为：如果售电方发布的售电量相对于前一个小时发布在区块链平台的售电量多而且购电方发布的购电量相对于前一个小时发布在区块链平台的购电量少，那么主节点制定的价格就相对于售电方和购电方发布的电价的平均值下调20%；如果售电方发布的售电量相对于前一个小时发布在区块链平台的售电量少而且购电方发布的购电量相对于前一个小时发布在区块链平台的购电量多，那么主节点制定的价格就相对于售电方和购电方发布的电价的平均值上调20%；除了上述两种情况的其他情况，主节点制定的价格为售电方和购电方发布的电价的平均值。
9.根据权利要求1所述的基于区块链的电力交易方法，其特征在于：所述步骤Step3中售电方和购电方请求的电价应在规定范围内进行选择，具体每度电的价格区间为0-10元。
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