CN110880130A

CN110880130A - 基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统以及结算出账方法

Info

Publication number: CN110880130A
Application number: CN201911239012.9A
Authority: CN
Inventors: 刘明川
Original assignee: Shanghai Fenwei Information Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Fenwei Information Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-03-13

Abstract

一种基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，包括虚拟电表以及多个实体物理电表，各该实体物理电表被发电用户以及用电用户绑定，该虚拟电表基于区块链网络的各区块链节点和该实体物理电表进行通信连接，对发电用户以及用电用户之间的交易进行数据采集、数据审计、交易结算、状态存储，并且形成区块链上的结算账单。

Description

基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统以及结算出账方法

技术领域

本发明涉及区块链领域，尤其涉及一种基于区块链技术的带有虚拟电表的电力交易结算系统以及交易结算方法。

背景技术

电力系统是通过发电厂将各种能源转换为电能，并以电力网络传输电能至用户侧，供用电负荷使用。传统的发电厂多为集中式的火电厂、水电厂，规模大、装机位置离负荷较远，需要通过长距离输电线路传输。在该发用电结构下，形成了独特的垄断式市场结构。电力交易一般由大型机构参与，用户侧的中小负荷一般只是被动的购买电力，采用集中式出清以及统一定价的结算方式。

然而近年来，随着分布式能源的发展，用户侧开始逐渐出现电源，具备发电能力。并且分布式能源的成本逐渐降低，使得其摆脱政府补贴，直接参与电力市场交易的趋势日渐明显。分布式能源交易有如下的特点：

1)电量交易规模小。一般为10MW以下的分布式电站，以及工商业用户或小型家庭用户，相比于大型发电厂和工业用户、售电公司，其发电量和用电量通常规模较小。

2)涉及用户多而分散。在用户侧能够参与分布式能源交易的参与方，数量规模将十分庞大。分布式能源资产由大量用户各自持有。

3)区域特点明显。由于电力本身难以存储，同时传输需要依赖电力网络进行。在用户侧的分布式能源一般将就地发电，就地平衡。这使得分布式能源交易一般发生于同一区域内的发电用户和用电用户之间。

4)数据处理压力大。每个区域都需要独立内部实现海量、微小的电力交易。通过传统的集中式电力交易平台处理，将给电力交易中心带来较大的维护和安全压力，同时不利于分布式交易场景的建立。

5)出账过程繁琐。由于分布式交易中涉及多方之间的交易及结算，每个交易周期中都可能会建立多方之间的复杂交易关系，提升了结算中心的出账工作量。

6)需要依赖中介方才能完成。为处理这些小额规模、用户多而分散、区域性明显、数据处理压力大、出账结算繁琐的交易，传统的模式是通过直接委托综合能源服务商，由负荷聚合商或虚拟电厂服务商等中介全权代理用户的电力交易，与相关用户进行签约，并作为一个完整的负荷参与到电力市场中。该模式不利于激发单个用户的能源资源，用户很难直接参与分布式能源交易市场。

目前还存在很多问题。引入分布式能源交易，虽然能够满足用户侧新增分布式能源资产的营收需求，但将会带来大量的复杂结算，加重公用事业公司的处理压力。传统解决方法通常为引入中介方辅助代理结算，例如负荷聚合商或虚拟电厂服务商，将区域内的交易进行本地化聚合和处理，而这将增加交易过程中的成本。

分布式能源交易迫切需要一种能够与原有市场相互兼容的机制，在不增加公用事业公司数据处理压力的前提下，令用户之间直接完成相互交易和结算，同时减少分布式交易所需的中间参与方，提升社会整体福利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统以及结算出账方法，能够在分布式电力交易场景下，解决涉多方用户直接交易的复杂结算过程问题。

本发明的另一目的在于提供一种基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统以及结算出账方法，通过区块链上建立的虚拟电表，自动完成包括产消者、普通用户、公用事业公司在内的多方账单。

本发明的另一目的在于提供一种基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统以及结算出账方法，由于区块链去中心化的特性，该结算结果可以被各方信任，并可作为相关资金和金融的底层依据。

为了实现上述至少一个发明目的，本发明提供了一种基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，包括虚拟电表以及多个实体物理电表，各所述实体物理电表被发电用户以及用电用户绑定，所述虚拟电表基于区块链网络的各区块链节点和所述实体物理电表进行通信连接，对发电用户以及用电用户之间的交易进行数据采集、数据审计、交易结算、状态存储，并且形成区块链上的结算账单。

在一些实施例中，其中所述虚拟电表包括数据采集录入模块，所述数据采集录入模块记录从各所述实体物理电表处获得的用电用户的用电数据、发电用户的发电数据以及用电用户和发电用户交易的电量数据。

在一些实施例中，其中所述虚拟电表包括交易结算模块，所述交易结算模块关联发电用户以及用电用户之间的具体交易信息，其中发电用户的所述实体物理电表采集发电数据，根据具体的交易信息，结算在发电用户以及用电用户之间的所述虚拟电表的所述交易结算模块。

在一些实施例中，其中所述虚拟电表包括状态存储模块，发电用户以及用电用户的各交易情况和使用情况被更新在所述虚拟电表的所述状态存储模块中。

在一些实施例中，其中所述虚拟电表包括结算出账模块，用电用户以及发电用户的交易完成后，所述虚拟电表的所述结算出账模块按照用电用户以及发电用户之间的购电合约和实际使用情况进行实时的计费，一个计费周期结束后，所述虚拟电表的所述结算出账模块结算用电用户以及发电用户之间的交易情况，并形成区块链网络上的结算账单。

在一些实施例中，其中所述虚拟电表包括数据审计模块，各所述实体物理电表采集的交易数据被传输至所述数据审计模块，所述数据审计模块对交易数据进行联合审计，其中区块链网络的各所述区块链节点根据所述数据审计模块的联合审计情况，及时发现交易数据中的异常数据，并且发出警告信息。

在一些实施例中，其中区块链网络通信中，分配带有身份认证的信息数据给各所述实体物理电表、各发电用户以及各用电用户，从而各所述实体物理电表被发电用户以及用电用户绑定后，各发电用户的所述实体物理电表以及各用电用户的所述实体物理电表能够被所述虚拟电表准确关联，确保交易的安全性以及所述虚拟电表的结算结果的可靠性。

在一些实施例中，其中所述虚拟电表基于区块链技术对获取到的各所述实体物理电表的数据进行加密。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算方法，所述基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算方法包括以下步骤：

数据采集录入步骤，其中，虚拟电表记录从各实体物理电表处获得的用电用户的用电数据、发电用户的发电数据以及用电用户和发电用户交易的电量数据；

交易结算步骤，其中，虚拟电表关联发电用户以及用电用户之间的具体交易信息，其中发电用户绑定的实体物理电表采集发电数据，根据具体的交易信息，结算在发电用户以及用电用户之间的虚拟电表；

状态存储步骤，其中，发电用户以及用电用户的各交易情况和使用情况被更新在虚拟电表中；

以及

结算出账步骤，其中，用电用户以及发电用户的交易完成后，虚拟电表按照用电用户以及发电用户之间的购电合约和实际使用情况进行实时的计费，一个计费周期结束后，虚拟电表结算用电用户以及发电用户之间的交易情况，并形成区块链网络上的结算账单。

在一些实施例中，其中所述基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算方法还包括数据审计步骤，其中各实体物理电表采集到的发电用户以及用电用户之间的交易数据被传输至虚拟电表，虚拟电表对交易数据进行联合审计，其中区块链网络的各区块链节点根据虚拟电表的联合审计情况，及时发现交易数据中的异常数据，并且发出警告信息。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的一种基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统的结构示意图。

图2是根据本发明的上述优选实施例的所述基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统的结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。术语“第一”、“第二”等也不构成对本发明的限制。

如图1所示为基于本发明的优选实施例的一种基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，建立了一种在分布式电力交易场景下，解决涉多方用户直接交易的复杂结算过程问题。所述区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统带有基于区块链技术的虚拟电表1000，通过在区块链技术上建立的所述虚拟电表1000，能够自动完成包括产消者、普通用户、公用事业公司在内的多方账单。由于区块链技术本身去中心化的特性，本发明的所述基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统的结算结果可以被各方信任，并可作为相关资金和金融的底层依据。

具体地，所述基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统包括虚拟电表1000以及用户的多个实体物理电表。所述虚拟电表1000基于区块链技术和各用户的各所述实体物理电表连接，所述虚拟电表1000获取各用户的各所述实体物理电表的发电数据以及用电数据，并反馈出账情况，各用户直接根据所述虚拟电表1000的出账情况，相互之间进行直接的资金和电力商品的交割。可以理解的是，这里的用户包括发电用户和用电用户，各发电用户以及各用电用户都能够通过绑定自身的实体物理电表，分别被分配一个区块链上的所述虚拟电表1000。通过所述虚拟电表和各所述实体物理电表的对接，所述虚拟电表记录各发电用户的发电情况以及各用电用户的用电情况，并根据电力交易的结果改变自身的状态。

具体地，如图2所示，本发明的所述基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统的所述虚拟电表1000进一步包括数据采集录入模块100、数据审计模块200、交易计算模块300、状态存储模块400以及结算出账模块500。所述虚拟电表1000记录发电用户以及用电用户的发电以及用电情况，并根据交易的结果改变自身的状态。在图2所示的优选实施例中，第一用户91作为用电用户，第二用户92作为发电用户。本领域的技术人员可以理解的是，这里的第一用户91作为用电用户，第二用户92作为发电用户仅仅作为举例，本发明在这一方面并不受此限制。

更具体地，所述数据采集录入模块100基于区块链技术实现第一用户91以及第二用户92的各所述实体物理电表数据的上传、加密以及审计。具体地，第一用户91绑定自身的第一用户物理电表910，所述第二用户92绑定自身的第二用户物理电表920，所述第一用户物理电表910以及所述第二用户物理电表920分别被分配一个区块链上的所述虚拟电表1000。通过所述第一用户物理电表910以及所述第二用户物理电表920的对接，所述虚拟电表1000的所述数据采集录入模块100记录第一用户91自身的用电数据以及第二用户92的发电数据，根据第一用户91以及第二用户92之间的交易数据获得交易电量数据。

所述数据采集录入模块100将采集的所述第一用户物理电表910以及第二用户物理电表920的数据，经过所述数据审计模块200进行联合审计。区块链的各节点根据所述数据采集录入模块100的数据审计程序，能够及时发现数据集中的异常数据，并提报告警。

所述交易计算模块300。第一用户91和第二用户92之间根据各自的发用电情况，进行第一用户91以及第二用户92之间直接的能源交易。在本发明的这个优选实施例中，第一用户91向第二用户92购买了100kWh的月度电能交易。该月度电能交易在区块链上达成后，第一用户91的虚拟电表被同时关联第二用户92的虚拟电表。第二用户92的所述第二用户物理电表920采集到的发电数据，根据当前的交易情况，被结算在第一用户91和第二用户92的相应的虚拟电表中。可以理解的是，前述的100kWh的数据仅仅作为举例，本发明在这一方面并不受此限制。

当前的交易情况和使用情况将被更新在所述虚拟电表1000的所述状态存储模块400中。

完成交易后，所述虚拟电表1000的所述结算出账模块500按照第一用户91以及第二用户92之间的购电合约和实际使用情况进行实时的计费。一个计费周期结束后，所述虚拟电表1000结算第一用户91以及第二用户92之间的交易情况，并形成区块链上的结算账单。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基于区块链的电力交易结算方法，所述基于区块链的电力交易结算方法包括以下步骤：

步骤S1：数据采集录入；

具体地，基于区块链技术实现物理电表数据的上传、加密、审计，第一用户、第二用户通过绑定自身的物理电表，将可以分别被分配一个链上的虚拟电表。通过和物理电表的对接，该虚拟电表将记录用户自身的用电或发电数据，并根据交易获得的电量多少。

步骤S2：数据审计；

具体地，物理电表所采集的数据，将会经过数据审计模块进行联合审计。各节点根据数据审计程序，及时发现数据集中的异常数据，并提报告警。

步骤S3：交易结算；

具体地，第一用户91和第二用户92之间可以根据各自的发用电情况，进行用户之间直接的能源交易。例如，第一用户91向第二用户92购买100kWh的月度电能交易。该交易在区块链上达成后，第一用户91的虚拟电表将同时关联第二用户92的虚拟电表。第二用户92的物理电表采集到的发电数据，将根据当前的交易情况，结算在第一用户91和第二用户92的虚拟电表中。

步骤S4：状态存储；

具体地，当前的交易情况和使用情况将被更新在虚拟电表的状态存储模块中。

步骤S5：结算出账；

具体地，完成交易后，用户的虚拟电表将按照用户的购电合约和实际使用情况进行实时的计费。一个计费周期结束后，虚拟电表将结算各方之间的交易情况，并形成区块链上的结算账单。

本领域的技术人员可以理解的是，以上各步骤的顺序仅仅作为举例，本发明在这一方面并不受此限制。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims

1.一种基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，其特征在于，包括虚拟电表以及多个实体物理电表，各所述实体物理电表被发电用户以及用电用户绑定，所述虚拟电表基于区块链网络的各区块链节点和所述实体物理电表进行通信连接，对发电用户以及用电用户之间的交易进行数据采集、数据审计、交易结算、状态存储，并且形成区块链上的结算账单。

2.如权利要求1所述的基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，其中所述虚拟电表包括数据采集录入模块，所述数据采集录入模块记录从各所述实体物理电表处获得的用电用户的用电数据、发电用户的发电数据以及用电用户和发电用户交易的电量数据。

3.如权利要求1所述的基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，其中所述虚拟电表包括交易结算模块，所述交易结算模块关联发电用户以及用电用户之间的具体交易信息，其中发电用户的所述实体物理电表采集发电数据，根据具体的交易信息，结算在发电用户以及用电用户之间的所述虚拟电表的所述交易结算模块。

4.如权利要求1所述的基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，其中所述虚拟电表包括状态存储模块，发电用户以及用电用户的各交易情况和使用情况被更新在所述虚拟电表的所述状态存储模块中。

5.如权利要求1所述的基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，其中所述虚拟电表包括结算出账模块，用电用户以及发电用户的交易完成后，所述虚拟电表的所述结算出账模块按照用电用户以及发电用户之间的购电合约和实际使用情况进行实时的计费，一个计费周期结束后，所述虚拟电表的所述结算出账模块结算用电用户以及发电用户之间的交易情况，并形成区块链网络上的结算账单。

6.如权利要求1至5中任一所述的基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，其中所述虚拟电表包括数据审计模块，各所述实体物理电表采集的交易数据被传输至所述数据审计模块，所述数据审计模块对交易数据进行联合审计，其中区块链网络的各所述区块链节点根据所述数据审计模块的联合审计情况，及时发现交易数据中的异常数据，并且发出警告信息。

7.如权利要求1至5中任一所述的基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，其中区块链网络通信中，分配带有身份认证的信息数据给各所述实体物理电表、各发电用户以及各用电用户，从而各所述实体物理电表被发电用户以及用电用户绑定后，各发电用户的所述实体物理电表以及各用电用户的所述实体物理电表能够被所述虚拟电表准确关联，确保交易的安全性以及所述虚拟电表的结算结果的可靠性。

8.如权利要求1至5中任一所述的基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算系统，其中所述虚拟电表基于区块链技术对获取到的各所述实体物理电表的数据进行加密。

9.一种基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算方法，其特征在于，所述基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算方法包括以下步骤：

状态存储步骤，其中，发电用户以及用电用户的各交易情况和使用情况被更新在虚拟电表中；以及

10.如权利要求9所述的基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算方法，其中所述基于区块链的带有虚拟电表的电力交易结算方法还包括数据审计步骤，其中各实体物理电表采集到的发电用户以及用电用户之间的交易数据被传输至虚拟电表，虚拟电表对交易数据进行联合审计，其中区块链网络的各区块链节点根据虚拟电表的联合审计情况，及时发现交易数据中的异常数据，并且发出警告信息。