CN112991054A - 一种基于区块链的电力期货合约设计方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于期货交易技术领域，特别是涉及一种基于区块链的电力期货合约设计方法。传统的期货交易由中心化的结算中心对交易数据和交易过程进行维护管理，运行成本高，且存在不可避免的信任问题，中心化的数据库也有交易数据被篡改的风险。本申请提供了一种基于区块链的电力期货合约设计方法，包括：1)期货买卖双方通过身份认证进入交易系统；2)用户通过区块链上信息查询单元实时查看所需信息；3)用户参与电力期货交易，智能合约根据市场供需情况进行撮合交易；4)风险监控单元监控市场动态，对用户交易实施约束。采用区块链技术可以实现实时结算，提高业务流通速度，进一步活跃市场，提高市场运行效率。

Description

一种基于区块链的电力期货合约设计方法

技术领域

本申请属于期货交易技术领域，特别是涉及一种基于区块链的电力期货合约设计方法。

背景技术

期货合约是买方同意在一段指定时间之后按特定价格接收某种资产，卖方同意在一段指定时间之后按特定价格交付某种资产的协议。双方同意将来交易时使用的价格称为期货价格。双方将来必须进行交易的指定日期称为结算日或交割日。双方同意交换的资产称为"标的"。如果投资者通过买入期货合约(即同意在将来日期买入)在市场上取得一个头寸，称多头头寸或在期货上做多。相反，如果投资者取得的头寸是卖出期货合约(即承担将来卖出的合约责任)，称空头头寸或在期货上做空。

随着我国电力体制由传统电力工业管理体系逐渐转向市场化，新一轮的电力体制改革极大提升了电力市场的活跃度，电力交易的模式也更加丰富。然而，电价的波动以及不确定性伴随着市场的活跃度的提升也有显著增加，电价越来越多地由市场供需关系、市场竞价等方式所决定。因此，电力市场的参与者面临着巨大的投资风险。电力期货交易能够有效帮助电力市场参与者们规避因电价大幅波动而带来的巨大金融风险。

传统的期货交易由中心化的结算中心对交易数据和交易过程进行维护管理，运行成本高，且存在不可避免的信任问题，中心化的数据库也有交易数据被篡改的风险。这些问题直接威胁期货交易数据的安全和交易方的利益，同时，传统交易结算中心实行每日无负债结算，期货系统结算业务必须在当日交易闭市后进行，降低了资金流动速度。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于传统的期货交易由中心化的结算中心对交易数据和交易过程进行维护管理，运行成本高，且存在不可避免的信任问题，中心化的数据库也有交易数据被篡改的风险。这些问题直接威胁期货交易数据的安全和交易方的利益，同时，传统交易结算中心实行每日无负债结算，期货系统结算业务必须在当日交易闭市后进行，降低了资金流动速度的问题，本申请提供了一种基于区块链的基于区块链的电力期货合约设计方法。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种基于区块链的电力期货合约设计方法，所述方法包括如下步骤：

1)期货买卖双方通过身份认证进入交易系统；

2)用户通过区块链上信息查询单元实时查看所需信息；

3)用户参与电力期货交易，智能合约根据市场供需情况进行撮合交易；

4)风险监控单元监控市场动态，对用户交易实施约束。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤1)具体包括以下步骤：

201)用户注册，用户填写个人基本信息，将所述个人基本信息上传至政府监管部门由电力期货交易相关管理人员进行核对，若信息正确无误，则由区块链随机生成一对地址和私钥，作为用户的唯一身份凭证；

202)用户登录，用户登录时，输入所述唯一身份凭证的地址和私钥，区块链系统对此操作签名，并验证地址和私钥是否正确，无误后将准许用户进入系统。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤3)具体包括以下步骤：

301)用户报价发送，有交易意愿及权限的节点针对电力期货合约向全市场发送询价请求报单；

302)用户点击成交，有成交意愿以及权限的节点通过点击并确认报单链中还未成交的报单达成交易，并采用“时间优先、手续费优先”的原则成交；一旦达到成交，相应的报单信息自动上传到报单链中，并记录其状态为“已完成”；在时间段内未能成交的报单会被记录到交易区块链，状态标记为“未成交”，同时解冻其交易保证金和部分交易手续费；

303)用户结算，基于区块链技术的期货结算，在平仓发生时，实时计算交易盈亏，并完成交易保证金的解冻以及交易盈亏的计算；

304)保证金计算，监管节点根据交易盈亏、开仓交易保证金核算结果返还盈余或追缴资金，保证期货的无负债结算制度。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤303)中做多与做空交易盈亏计算规则为：

其中，p为交易盈亏，c为交易手续费，n为合约数量，sc为卖出平仓成交价，po为买入开仓成交价，so为卖出开仓成交价，pc为买入平仓成交价；在有成交的计算周期内，将一个周期内的结算信息按照成交量加权平均的方法计算当日合约结算价，如果当日各计算周期内均无有效成交，则取前一日的结算价作为当日合约成交价，直至合约上市基准价。

本申请提供的另一种实施方式为：所述所述步骤304)中所述交易保证金按照合约价值的一定比例计算，具体计算规则如下：

g＝p*n*r

其中g为期货合约报单交易保证金，p为期货合约价格，n为期货合约数量，r为期货合约保证金比例。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤4)包括涨跌停板制度，强行平仓制度和风险参数动态调整。

本申请提供的另一种实施方式为：所述涨跌停板制度基于上一交易日期货合约结算价的±5％计算当日的合约价格涨跌幅度；在报价发送环节，将期货合约报单价格上传到区块链网络，并判断其是否超出该涨跌幅限制，一旦超出，这笔报单会被区块链网络拒绝，节点不会对其进行转发或者写入区块。

本申请提供的另一种实施方式为：所述强行平仓制度为当用户节点交易保证金不足且未能在规定时间内予以补足；用户节点某合约的持仓数量超过规则限定的数量；用户节点的风险指数过高、超出设定的风险阈值时，系统会启动强行平仓。

本申请提供的另一种实施方式为：所述风险参数动态调整为保证金比例、期货合约开仓手数和手续费参数根据电力市场的具体风险情况作调整。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤2)中所述信息包括报单信息、成交信息和行情信息。

3.有益效果

与现有技术相比，本申请提供的一种基于区块链的电力期货合约设计方法及其应用的有益效果在于：

本申请提供的基于区块链的电力期货合约设计方法，采用区块链技术可以实现实时结算，提高业务流通速度，进一步活跃市场，提高市场运行效率。

本申请提供的基于区块链的电力期货合约设计方法，涉及智能区块链电能期货合约交易，为一种基于区块链的分布式基于区块链的电力期货合约设计方法。

本申请提供的基于区块链的电力期货合约设计方法，该方法能够有效地解决现今期货交易系统安全保障不足，信任缺失和流通效率不高等问题。

本申请提供的基于区块链的电力期货合约设计方法，基于区块链的电力期货交易框架和流程，详细介绍用户参与过程和市场运行流程等具体内容，能够进一步丰富电力交易模式，从而有效地活跃电力市场。

本申请提供的基于区块链的电力期货合约设计方法，丰富了区块链技术在电力期货交易领域方向的应用以及落地，充分运用区块链技术去中心化和不可篡改的优点，极大提高区块链新技术的可用性。

附图说明

图1是本申请的基于区块链的电力期货合约设计方法功能结构示意图；

图2是本申请的用户流程注册流程示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

智能合约是区块链被称之为“去中心化的”重要原因，它允许我们在不需要第三方的情况下，执行可追溯、不可逆转和安全的交易。智能合约包含了有关交易的所有信息，只有在满足要求后才会执行结果操作。智能合约和传统纸质合约的区别在于智能合约是由计算机生成的。因此，代码本身解释了参与方的相关义务。事实上，智能合约的参与方通常是互联网上的陌生人，受制于有约束力的数字化协议。本质上，智能合约是一个数字合约，除非满足要求，否则不会产生结果。

使用智能合约的一些主要优势包括在处理文档时的更高效率。这归功于它能够采用完全自动化的流程，不需要任何人为参与，只要满足智能合约代码所列出的要求即可。结果是，会节省时间，降低成本，交易更准确，且无法更改。

参见图1～2，本申请提供一种基于区块链的电力期货合约设计方法，所述方法包括如下步骤：

1)期货买卖双方通过身份认证进入交易系统；

2)用户通过区块链上信息查询单元实时查看所需信息；

3)用户参与电力期货交易，智能合约根据市场供需情况进行撮合交易；

4)风险监控单元监控市场动态，对用户交易实施约束。

进一步地，所述步骤1)具体包括以下步骤：

201)用户注册，用户填写个人基本信息，包括姓名、性别、出生日期和身份证照片。信息传至政府监管部门由电力期货交易相关管理人员进行核对。若信息正确无误，则由JavaScript中与以太坊区块链交互的ether.js库随机生成一对地址和私钥，作为用户的唯一身份凭证，用户在进入电力期货交易系统时均以此地址和私钥进入。

202)用户登录，用户登录时，输入所述唯一身份凭证的地址和私钥，区块链系统对此操作签名，并验证地址和私钥是否正确，无误后将准许用户进入系统。

进一步地，所述步骤3)具体包括以下步骤：

301)用户报价发送，有交易意愿及权限的节点针对电力期货合约向全市场发送询价请求报单；其中应当包含电力期货合约价格、合约数量、买卖方向等信息，报价默认的时效性为当前负荷高峰时段(早上六点至晚上十点)或当前负荷低谷时段(晚上十点至次日早上六点)。

302)用户点击成交，有成交意愿以及权限的节点通过点击并确认报单链中还未成交的报单达成交易，并采用“时间优先、手续费优先”的原则成交；一旦达到成交，相应的报单信息自动上传到报单链中，并记录其状态为“已完成”；在时间段内未能成交的报单会被记录到交易区块链，状态标记为“未成交”，同时解冻其交易保证金和部分交易手续费；

303)用户结算，基于区块链技术的期货结算，在平仓发生时，实时计算交易盈亏，并完成交易保证金的解冻以及交易盈亏的计算；

304)保证金计算，监管节点根据交易盈亏、开仓交易保证金核算结果返还盈余或追缴资金，保证期货的无负债结算制度。

进一步地，所述步骤303)中做多与做空交易盈亏计算规则为：

其中，p为交易盈亏，c为交易手续费，n为合约数量，sc为卖出平仓成交价，po为买入开仓成交价，so为卖出开仓成交价，pc为买入平仓成交价；在有成交的计算周期内，将一个周期内的结算信息按照成交量加权平均的方法计算当日合约结算价，如果当日各计算周期内均无有效成交，则取前一日的结算价作为当日合约成交价，直至合约上市基准价。

进一步地，所述所述步骤304)中所述交易保证金按照合约价值的一定比例计算，具体计算规则如下：

g＝p*n*r

其中g为期货合约报单交易保证金，p为期货合约价格，n为期货合约数量，r为期货合约保证金比例。

进一步地，所述步骤4)包括涨跌停板制度，强行平仓制度和风险参数动态调整。

进一步地，所述涨跌停板制度基于上一交易日期货合约结算价的±5％计算当日的合约价格涨跌幅度；在报价发送环节，将期货合约报单价格上传到区块链网络，并判断其是否超出该涨跌幅限制，一旦超出，这笔报单会被区块链网络拒绝，节点不会对其进行转发或者写入区块。

进一步地，所述强行平仓制度为当用户节点交易保证金不足且未能在规定时间内予以补足；用户节点某合约的持仓数量超过规则限定的数量；用户节点的风险指数过高、超出设定的风险阈值时，系统会启动强行平仓。监管节点通过强制平仓的方式减少用户所承担的风险，防止某节点期货合约持仓风险过高。

进一步地，所述风险参数动态调整为保证金比例、期货合约开仓手数和手续费参数根据电力市场的具体风险情况作调整。对于电力期货交易应当适当增加交易保证金比例，例如交易保证金比例为10％。若监管节点针对参数有所调整，其会通过区块链网络传输至各个节点。

进一步地，所述步骤2)中所述信息包括报单信息、成交信息和行情信息。

实施例

根据本申请所提出的基于区块链的电力期货合约设计方法，可以基于Solidity语言编写智能合约，完成电力期货合约智能合约体系架构的设计。下面首先对本申请所提出的各功能的实现做详细陈述。

(一)用户注册以及身份认证的设计方法

(1)用户注册流程

首先用户进入注册页面，填写身份认证信息，具体包括：姓名、性别、出生日期、身份证照片，并通过发送给该银行卡的银行预留手机号的短信验证码和相关政府监管部门备案信息审核码对用户基础信息进行校验，具体包括：匹配本人影像和身份证备份信息，匹配填写的银行卡信息和银行预留的银行卡持有人姓名、电话、有效期、信用评级等信息。用户基础信息审核通过后，用户名(即：区块链账户地址)以及用户登录密码(即：私钥)将由JavaScript中与以太坊区块链交互的ether.js库自动生成，这是用户参与电力期货合约的唯一凭证。

(2)用户登录流程

用户进入登录页面，填写身份认证信息，即用户名(区块链账户地址)和密码(私钥)。客户端临时记忆该身份认证信息，并保存于计算机内存中。当客户端向服务器请求操作时，区块链系统将对该操作签名，并同时发送该操作所需的数据包和签名。服务器对除了可向大众公开的数据以外的任何操作都需要验证签名。如果验证失败则不执行任何操作；验证成功后才会继续该操作的处理和执行。在智能合约中，通过检查签名中的区块链地址来确认用户的身份和权限，没有对应权限的人执行该操作将会被阻止，即：后端程序返回错误代码和错误信息，客户端显示，且智能合约调用被回滚终止。

(二)电力期货合约结算流程设计方法

本节按照所发明交易系统的功能划分，介绍智能合约设计中主要的四部分内容。

(1)用户报价发送

有买卖电力期货意向的用户通过区块链网络发送询价交易请求，报单信息包括报单编号、期货合约代码、买卖方向、合约价格、合约数量、报单时间、交易手续费、交易保证金。此外发送用户的区块链账户地址以及针对询价报单信息的数字摘要产生的签名信息。监管节点接受到用户的询价交易请求，对该询价请求的有效性和真实性进行验证。其中，真实性通过询价报单中的签名信息予以验证，有效性则通过对报单中合约价格、数量等信息进行验证，例如确定期货数量未超过涨跌停板幅度，期货总持有数量未超过平仓限度。询价请求只有通过验证才会向相邻节点进行转发。

(2)用户点击成交

有交易意向的用户对接收到的询价请求进行点击成交，该点击成交报单的基本信息包括报单编号、期货合约代码、买卖方向、合约价格、合约数量、报单时间、交易手续费、交易保证金。其中交易手续费用于奖励记账节点产生有效区块。点击成交报单可传递到邻节点进行验证，通过验证的报单按照时间优先、手续费优先原则记录在记账节点并确定最终进入区块的交易。当存在针对一笔询价请求的多笔电力成交报单时，记账节点按照“时间优先、手续费优先”的原则进行匹配成交。当成交信息被纳入区块时，系统生成成交信息，包含成交编号、期货合约代码、合约价格、合约数量、成交时间等要素，并记录关联的报单信息，该成交信息用于后续系统进行结算价计算。

(3)用户结算

基于区块链技术特点，期货合约持仓订单只有在平仓时才进行统一结算。交易盈亏计算规则为：

其中，p为交易盈亏，c为交易手续费，n为合约数量，sc为卖出平仓成交价，po为买入开仓成交价，so为卖出开仓成交价，pc为买入平仓成交价。交易共分为两种类型：对于做多交易，单笔期货盈亏由卖出平仓成交价减买入开仓成交价决定；对于做空交易，单笔期货盈亏由买入平仓成交价即去卖出开仓成交价决定。在有成交的计算周期内，将一个周期内的结算信息按照成交量加权平均的方法计算当日合约结算价。如果当日各计算周期内均无有效成交，则取前一日的结算价作为当日合约成交价，直至合约上市基准价。由于电力期货市场峰荷时段和谷荷时段的设计，针对峰荷时段，取16小时为一个计算周期，每天22:00开始计算当天电力期货合约结算价；针对谷荷时段，取8小时为一个计算周期，次日6:00开始计算当天电力期货合约结算价。

(4)保证金计算

借鉴现有期货市场风险防控措施，系统需要设计交易保证金。交易保证金按照合约价值的一定比例计算，具体计算规则如下：

g＝p*n*r

其中g为期货合约报单交易保证金，p为期货合约价格，n为期货合约数量，r为期货合约保证金比例。针对于电力期货市场而言，可以设置相对较高的期货合约保证金比例，例如交易保证金占合约价值比例为10％或以上。这样可以进一步控制用户的风险。

(三)风险监控系统

(1)涨跌停板制度

基于上一交易日期货合约结算价的±5％计算当日的合约价格涨跌幅度。当用户发送询价交易请求、形成期货合约报单时，需要将报单中的价格与涨跌幅限制比较。一旦价格超出该涨跌幅限制，该笔报单会被区块链智能合约拒绝，节点不会对其进行转发，并且该笔报单也不会被写入区块。

(2)强行平仓制度

基于保证金计算规则，若节点的交易保证金不足该笔期货合约所需的报单交易保证金，且用户未能在规定时间内予以补足，则会触发强行平仓功能，即该节点的交易会被强行终止。此外，当用户发送询价交易请求时，区块链智能合约将校对该用户针对此项交易的持仓数量是否超过规定限额，若超过该限额，则会触发强行平仓功能，该交易会被强行终止。另外，当系统计算的风险系数超过该交易节点设定的风险阈值时，会触发强行平仓功能，该交易会被强行终止。

(3)风险参数动态调整

基于区块链技术的期货在未平仓前，系统会计算报单风险系数，来判断用户电力期货市场上的风险。具体计算方法为：

其中a为风险系数，x为浮动盈亏，y为合约保证金。风险系数作为一个动态指标，用于衡量当前某比电力期货报单面临的风险。此处的浮动盈亏的价格基准为期货最新价，而非结算价。据此计算的风险系数可以用于实时测定持仓风险水平。当风险系数超过50％时，则触发高风险提示；风险系数超过90％时，则触发强制平仓操作。

尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。

Claims (10)

1.一种基于区块链的电力期货合约设计方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1)期货买卖双方通过身份认证进入交易系统；

2)用户通过区块链上信息查询单元实时查看所需信息；

3)用户参与电力期货交易，智能合约根据市场供需情况进行撮合交易；

4)风险监控单元监控市场动态，对用户交易实施约束。

2.如权利要求1所述的基于区块链的电力期货合约设计方法，其特征在于：所述步骤1)具体包括以下步骤：

201)用户注册，用户填写个人基本信息，将所述个人基本信息上传至政府监管部门由电力期货交易相关管理人员进行核对，若信息正确无误，则由区块链随机生成一对地址和私钥，作为用户的唯一身份凭证；

202)用户登录，用户登录时，输入所述唯一身份凭证的地址和私钥，区块链系统对此操作签名，并验证地址和私钥是否正确，无误后将准许用户进入系统。

3.如权利要求1所述的基于区块链的电力期货合约设计方法，其特征在于：所述步骤3)具体包括以下步骤：

301)用户报价发送，有交易意愿及权限的节点针对电力期货合约向全市场发送询价请求报单；

302)用户点击成交，有成交意愿以及权限的节点通过点击并确认报单链中还未成交的报单达成交易，并采用“时间优先、手续费优先”的原则成交；一旦达到成交，相应的报单信息自动上传到报单链中，并记录其状态为“已完成”；在时间段内未能成交的报单会被记录到交易区块链，状态标记为“未成交”，同时解冻其交易保证金和部分交易手续费；

303)用户结算，基于区块链技术的期货结算，在平仓发生时，实时计算交易盈亏，并完成交易保证金的解冻以及交易盈亏的计算；

304)保证金计算，监管节点根据交易盈亏、开仓交易保证金核算结果返还盈余或追缴资金，保证期货的无负债结算制度。

4.如权利要求3所述的基于区块链的电力期货合约设计方法，其特征在于：所述步骤303)中做多与做空交易盈亏计算规则为：

其中，p为交易盈亏，c为交易手续费，n为合约数量，sc为卖出平仓成交价，po为买入开仓成交价，so为卖出开仓成交价，pc为买入平仓成交价；在有成交的计算周期内，将一个周期内的结算信息按照成交量加权平均的方法计算当日合约结算价，如果当日各计算周期内均无有效成交，则取前一日的结算价作为当日合约成交价，直至合约上市基准价。

5.如权利要求3所述的基于区块链的电力期货合约设计方法，其特征在于：所述所述步骤304)中所述交易保证金按照合约价值的一定比例计算，具体计算规则如下：

g＝p*n*r

其中g为期货合约报单交易保证金，p为期货合约价格，n为期货合约数量，r为期货合约保证金比例。

6.如权利要求1所述的基于区块链的电力期货合约设计方法，其特征在于：所述步骤4)包括涨跌停板制度，强行平仓制度和风险参数动态调整。

7.如权利要求6所述的基于区块链的电力期货合约设计方法，其特征在于：所述涨跌停板制度基于上一交易日期货合约结算价的±5％计算当日的合约价格涨跌幅度；在报价发送环节，将期货合约报单价格上传到区块链网络，并判断其是否超出该涨跌幅限制，一旦超出，这笔报单会被区块链网络拒绝，节点不会对其进行转发或者写入区块。

8.如权利要求6所述的基于区块链的电力期货合约设计方法，其特征在于：所述强行平仓制度为当用户节点交易保证金不足且未能在规定时间内予以补足；用户节点某合约的持仓数量超过规则限定的数量；用户节点的风险指数过高、超出设定的风险阈值时，系统会启动强行平仓。

9.如权利要求6所述的基于区块链的电力期货合约设计方法，其特征在于：所述风险参数动态调整为保证金比例、期货合约开仓手数和手续费参数根据电力市场的具体风险情况作调整。

10.如权利要求1～9中任一项所述的基于区块链的电力期货合约设计方法，其特征在于：所述步骤2)中所述信息包括报单信息、成交信息和行情信息。

Images