CN110246041B - 一种基于区块链的p2p能源交易平台的交易方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的P2P能源交易平台的交易方法，它包括：采集用户能源信息；生成能源购买或销售标签；将标签发送至能源交易平台；用户对标签进行选择；用户对标签和协议的确认；生成分类账及区块，在买卖双方都对交易协议进行确认后，将此标签及协议分配给一个区块，此区块生成的同时生成本次交易的两个参与用户之间直接能源交易的分类账；生效后的分类账发送至平台，并将该区块中存储的交易信息添加至链中；解决了现有技术中P2P能源交易安全性和效率差的问题；用户存在能源供给过剩而导致能源无法充分利用，这会使发电公司采取建立更多的变电站作为解决用户增长问题的手段，产生成本和资源上的浪费等技术问题。

Description

一种基于区块链的P2P能源交易平台的交易方法

技术领域

本发明属于区块链能源交易技术领域，尤其涉及一种基于区块链的P2P能源交易平台的交易方法。

背景技术

随着智能家居技术的完善与发展，用户便利性，作为智能家居技术的重点，已经有所成就，而自动化技术的发展，也促进了以用户为中心的智能家居的发展。设计智能家居所组成的智能环境的时候，不可忽略的一点要素便是目标环境所需能量的来源和使用手段。而在每个智能环境中，能量域扮演者消费者或者等同于智能环境的角色，每个消费者都希望他们的家庭成为一个更节能，更具成本效益的可持续发展之家。

目前，大多数能源交易系统都是补偿贸易，即传统的发电公司是中央总账部门。这种能源交易系统的成本效益较低，因为向房主提供单一固定费率的能源。点对点（P2P）交易可以成为专业消费者之间的选择，但是在当前的能源市场中，关于P2P交换的信任，安全性和效率问题仍未得到解决。而目前能源交易方式单一，尽管拥有负责所有能源交易的单一分类账的方法可能是方便的，但诸如统一的电能价格等不允许市场竞争的问题使消费者无法做出最具成本效益的能源购买选择。

同时，从环境和经济的角度来看，用户的增长也会导致单一发电公司的供电压力增大，但某些用户却存在着能源供给过剩而导致能源无法充分利用，这会使发电公司采取建立更多的变电站作为解决用户增长问题的手段，产生成本和资源上的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种基于区块链的P2P能源交易平台的交易方法，以解决现有技术中P2P能源交易安全性和效率差的问题；用户存在能源供给过剩而导致能源无法充分利用，这会使发电公司采取建立更多的变电站作为解决用户增长问题的手段，产生成本和资源上的浪费等技术问题。

本发明技术方案：

一种基于区块链的P2P能源交易平台的交易方法，它包括：

步骤1、采集用户能源信息：通过智能家居中的物联网收集能源消费者的能源购买需求或闲置出售能源量；

步骤2、生成能源购买或销售标签：将收集到的各用户的能源信息生成能源购买或销售标签，标签内的信息包括能源需求的时间、需求量以及价格；

步骤3、将标签发送至能源交易平台：一旦用户生成了购买或销售标签后，该标签会被发送给能源交易平台中的所有参与者，所有参与者对所接受到的标签进行选择；

步骤4、用户对标签进行选择：在所有参与者都收到用户发出的标签时，具有相应需求的用户根据自身及对方情况，使用能源域交易的最优交易目标选择算法得到最优的选择方案；

步骤5、用户对标签和协议的确认：一旦有一个用户对标签同意并进行确认之后，自动取消该标签对非确认用户的发送，并且在买卖双方之间生成一份能源交易协议；

步骤6、生成分类账及区块：在买卖双方都对交易协议进行确认后，将此标签及协议分配给一个区块，此区块生成的同时生成本次交易的两个参与用户之间直接能源交易的分类账，即标志着能源交易事务的生效；

步骤7、生效后的分类账发送至平台：在能源交易事务生效后，将发送至能源交易平台中的各参与者，并将该区块中存储的交易信息添加至链中。

步骤4所述能源域交易的最优交易目标选择算法是根据交易频率计算得到的电价将各个能量域按照成本由高至低进行分级。

交易信息的存储采用区块链技术，在能源交易协议确认时生成分类账存放在区块中，当交易生效后区块内的信息将添加至链中。

步骤2所述生成能源购买或销售标签的方法包括：

步骤2.1、根据电力市场中每个市场的交易频率计算每个能源域的电价；

步骤2.2、对整个能源域各个领域的能源价格进行统计后，分别对所有能力域进行分级；

步骤2.3、确定某能源域的能源销售需求；

步骤2.4、判定该能源域分级是否与传统发电公司分级相同，判断定为相同则确定另一能量域的电力购买需求；若判定为否，此时进一步对分级的能源域与传统发电公司分级进行判定，若判定为传统发电公司分级大于某能量域分级，则安排能源域与传统发电公司的对口贸易；

步骤2.5、在确定另一能量域的电力购买需求后，对需要发生交易的能量域与交易的能量域的分级进行判定：若判定结果为是，则按照分级高的能源域的价格发生P2P能量交易；若判定结果为否，则同样按照分级高的能源域的价格发生P2P能量交易。

步骤六、不论分级判定结果如何，所有匹配生成的交易都通过能量域中的各个区块链节点上进行验证与储存，使得交易数据的冗余备份及安全可溯源。

本发明技术效果

本发明解决前能源交换中的安全和信任问题的方法是提供能量标签，从而允许多能量资源和家用电器的最经济能量连接，以得到高质量和低价格的能源；这种最佳选择将允许让智能家居成为真正可持续发展的家园，同时建议使用区块链以进一步增强分布式和直接式P2P能源交易系统中的信誉、透明度和安全性。

本发明提出一种基于区块链的P2P能源交易平台的交易方法，能使产消合一者和消费者能够直接有效地进行交易，达到可持续发展目的。

本发明利用区块链的分布式和分散式的特点，将其应用在能源交易中，实现用户对用户之间的能源交易，为能源供应公司和社会创造可持续发展的环境。利用区块链技术的安全、透明和可扩展性等的核心优势，可以抵御技术故障等存在于依赖单一实体的传统技术与结构的缺陷。

本发明以智能家居中的ESS、物联网(IoT)应用以及能源域交易的最优交易目标选择算法，创造一个大规模、安全、透明的能源交易系统，提高城市和城市内部用户的能源效率。

本发明可以实现允许专业消费者和消费者以直接和安全的方式交易能源的设想，保证用户以最优价格获得和销售高质量的能源；同时打破传统的发电公司垄断现象，使得传统发电公司不再需要随着时间的推移增加能量存储系统（ESS）的规模，减少了额外的奢侈基础设施投资成本，实现环境和经济的角度的可持续性。而且通过能源标签的建立，可以使用户找到一个与其需求相匹配的成本效益和高质量的能源域，保证了消费者高质量能源的同时更具经济效益。在该交易平台下，多种能源和家用电器将以民主方式连接，在任何时间和地点为用户提供高质量，低成本的能源。这将增加用户便利性和智能家居可持续性，同时最大限度地减少人为干预，同时保持信任和可持此外，宏观目标是消除能源市场中少数能源供应商所持有的严厉垄断。

解决了现有技术中P2P能源交易安全性和效率差的问题；用户存在能源供给过剩而导致能源无法充分利用，这会使发电公司采取建立更多的变电站作为解决用户增长问题的手段，产生成本和资源上的浪费等技术问题。

附图说明

图1是本发明实现流程示意图；

图2是本发明方案最优交易目标选择算法实现示意图；

图3是本发明能量域的分类示意图。

具体实施方式

本发明具体操作步骤如下：

步骤一、采集各用户的能源数据：通过智能家居中的物联网应用收集能源消费者的能源购买需求或闲置可出售能源量。

步骤二、生成能源购买/销售标签：在确认了数据之后，会进一步收集该用户关于能源购买或销售的更多详细信息，如需求的时间、需求量以及价格等等，汇集成为一个总的标签。

步骤三、标签发送至能源交易平台：一旦用户生成了购买/销售标签后，该标签会被发送给能源交易平台中的所有参与者，所有参与者都可以对所接受到的标签进行选择。

步骤四、用户对标签进行选择：在所有参与者都收到用户发出的标签时，具有相应需求的用户可以根据自身及对方情况，使用应用中附带的能源域交易的最优交易目标选择算法得到最优的选择方案。

步骤五、用户对标签和协议的确认：一旦有一个用户对标签同意并进行确认之后，自动取消对其他用户发送的该标签，并且在买卖双方之间生成一份能源交易协议。

步骤六、生成分类账及区块：在买卖双方都对交易协议进行确认后，会将此标签及协议分配给一个区块，此区块的生成触发了本次交易的两个参与用户之间直接能源交易的分类账，即标志着能源交易事务的生效。

步骤七、生效后的分类账发送至平台：在能源交易事务生效后，将发送至能源交易平台中的各参与者，并将该区块中存储的交易信息添加至链中，以保证信息的永久性、公开性及安全性。

由上述实施例可以得知：本发明通过物联网收集每个使用智能家居的用户能源数据，并根据所收集数据生成一个购买/销售标签，以图2所示步骤进行判别，其判别步骤为：

步骤一、根据电力市场中每个市场的交易频率计算每个能源域的电价。

步骤二、对整个能源域各个领域的能源价格进行考察后，分别对所有能力域进行分级。

步骤三、确定某能源域的能源你销售需求。

步骤四、判定该能源域分级是否与传统发电公司分级相同：若判断定为相同，则确定另一能量域的电力购买需求；若判定为否，此时，进一步对分级的能源域与传统发电公司分级进行判定，若判定为传统发电公司分级大于某能量域分级，则安排能源域与传统发电公司的对口贸易，若判定为否，则进一步对分级的能源域与传统发电公司分级进行判定。

步骤五、在确定另一能量域的电力购买需求后，对需要发生交易的能量域与交易的能量域的分级进行判定：若判定结果为是，则按照分级高的能源域的价格发生P2P能量交易；若判定结果为否，则同样按照分级高的能源域的价格发生P2P能量交易。

步骤六、不论分级判定结果如何，所有匹配生成的交易都会通过能量域中的各个区块链节点上进行验证与储存，做得交易数据的冗余备份及安全可溯源。

并将其发送给交易平台中的每个用户,一经其中某一用户确认后，自动取消发送给其他用户的该标签，并生成买卖双方的交易协议。该交易需要双方都进行确认协议后即生效，并且将交易信息储存于一个区块，随后添加到链中，以保证信息永久、安全且对其他参与者可见。

实施例2：

进一步的，在上述实施例1中，所述步骤对所收集数据进行仿真模拟（以韩国传统电力公司KEPCO为数据来源），每个智能家庭每天收集，存储和消耗能量（该量被设置为随机的）并且被分类为适当的组。可以出售剩余能源的团体将与希望在P2P平台上购买能源的团体进行交易。在两个月期间，P2P交易能源销售价格将随机产生，价格比KEPCO选择的平均价格便宜70％至90％。每日平均电价根据交易的电能总量和交易资金总额计算，然后应用于整个期间。总交易金额，已售出的住户数量和交易总日期将计算每个家庭的每日平均销售额，用于计算PV和ESS的初始投资需要支付多长时间。最后，在两个月期间，将KEPCO设定的每日能源销售价格与建议的P2P交易平台的销售价格进行比较，并计算利润。

结果表明，在建议的基于区块链的P2P交易平台上进行的能量交易在保证消费者高质量能源的同时更具经济效益。能源交易单价不仅比KEPCO建议的当前单位价格便宜，而且还创造了可持续的智能家居环境和能源交易生态系统。在对PV（光伏电池）和ESS安装的初始投资进行偿还后，建议的平台然后为智能家居居民提供净利润，从而提供长期经济效益。建议的平台不仅创造了可持续的智能家居环境，还改变了能源交易生态系统。由于传统的发电公司不再能够保持市场垄断，因此公司除了成为P2P能源交易市场的另一个消费者外别无选择。消除公司的市场垄断也为社会和环境带来了宏观的利益。当传统的发电公司试图维持市场垄断时，公司被迫建造额外的变电站，需要额外的基础设施投资。建议的P2P能源交易平台消除了对这种额外基础设施投资的需求，从而消除了奢侈的投资，并且对建造额外的变电站可能造成的住宅社区和环境造成严重影响。

最后说明：以上所述实例仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，其中仿真结果参考背景技术中所引用论文结果，对于本领域的技术人员来说，其依然对前述个实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于区块链的P2P能源交易平台的交易方法，它包括：

步骤1、采集用户能源信息：通过智能家居中的物联网收集能源消费者的能源购买需求或闲置出售能源量；

步骤2、生成能源购买或销售标签：将收集到的各用户的能源信息生成能源购买或销售标签，标签内的信息包括能源需求的时间、需求量以及价格；

步骤2所述生成能源购买或销售标签的方法包括：

步骤2.1、根据电力市场中每个市场的交易频率计算每个能源域的电价；

步骤2.2、对整个能源域各个领域的能源价格进行统计后，分别对所有能力域进行分级；

步骤2.3、确定某能源域的能源销售需求；

步骤2.4、判定该能源域的分级是否与传统发电公司分级相同，判定为相同则确定另一能量域的电力购买需求；若判定为否，此时进一步对分级的能源域与传统发电公司分级进行判定，若判定为传统发电公司分级大于某能量域分级，则安排能源域与传统发电公司的对口贸易；

步骤2.5、在确定另一能量域的电力购买需求后，对需要发生交易的能量域与交易的能量域的分级进行判定：若判定结果为是，则按照分级高的能源域的价格发生P2P能量交易；若判定结果为否，则同样按照分级高的能源域的价格发生P2P能量交易；

步骤2.6、不论分级判定结果如何，所有匹配生成的交易都通过能量域中的各个区块链节点进行验证与储存；

步骤3、将标签发送至能源交易平台：一旦用户生成了购买或销售标签后，该标签会被发送给能源交易平台中的所有参与者，所有参与者对所接收到的标签进行选择；

步骤4、用户对标签进行选择：在所有参与者都收到用户发出的标签时，具有相应需求的用户根据自身及对方情况，使用能源域交易的最优交易目标选择算法得到最优的选择方案；

步骤4所述能源域交易的最优交易目标选择算法是根据交易频率计算得到的电价将各个能量域按照成本由高至低进行分级；

步骤5、用户对标签和协议的确认：一旦有一个用户对标签同意并进行确认之后，自动取消该标签对非确认用户的发送，并且在买卖双方之间生成一份能源交易协议；

步骤6、生成分类账及区块：在买卖双方都对交易协议进行确认后，将此标签及协议分配给一个区块，此区块生成的同时生成本次交易的两个参与用户之间直接能源交易的分类账，即标志着能源交易事务的生效；

步骤7、生效后的分类账发送至平台：在能源交易事务生效后，将分类账发送至能源交易平台中的各参与者，并将该区块中存储的交易信息添加至链中。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的P2P能源交易平台的交易方法，其特征在于：交易信息的存储采用区块链技术，在能源交易协议确认时生成分类账存放在区块中，当交易生效后区块内的信息将添加至链中。

Images