CN113505336B - 基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统及方法，属于电力市场交易系统技术领域。该系统包括登录信息输入模块、身份验证模块、数据采集模块、清洁能源电力提供量计算模块、售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块、零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块、合约转让电力溯源模块等结构。本发明依据现行的电力市场化交易规则，基于电力系统供需平衡、电力生产情况、电力消费情况，应用区块链技术，对可再生能源电力从生产到消费过程进行“全程留痕”，确保电力市场化用户的电力消费可以追溯，在区块链中建立可再生能源电力生产与消费链条，保障电力消费溯源的科学、合理性。
Description
技术领域
本发明属于电力市场交易系统技术领域，具体涉及一种基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统及方法。
背景技术
在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话提出“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。我国成为设定碳中和目标期限的发展中国家。而要实现“碳达峰”、“碳中和”目标，对于电力行业来讲，促进清洁能源发展、充分消纳清洁能源是“推进能源生产和消费革命、构建清洁低碳、安全高效的能源体系”、实现“碳达峰”、“碳中和”目标的重要举措，也是新一轮电力体制改革的重点之一。
随着“碳达峰”“碳中和”目标的提出，必将对电力行业结构、电力市场化交易、电力消费模式产生深远的影响，云南电力市场化用户在未来对可再生能源电力消费的意愿将更为强烈，而对可再生能源电力的消费也将为企业自身树立良好企业形象的同时，也能够进一步降低二氧化碳的排放，促进可再生能源电力的发展。但在可再生能源电力消费的过程中，电力市场化交易用户需要通过电力市场化交易寻求可再生能源发电企业签订合约，并能够充分依据电力市场化交易规则，对自身电力消费进行溯源，结合自身市场化交易合约、超用、少用等实际情况，科学、合理的反映出企业自身电力消费中，可再生能源电力消费的比例、成分以及电力生产来源。
碳中和、碳达峰“双碳”目标的提出，充分彰显了我国在应对全球气候变化的担当精神和积极举措，也是加快实施供给侧清洁能源结构转化和消费侧“绿色”用能替代、实现经济高质量发展的主动之策，但国内能源行业的高质量发展和产业格局的形成迎来了更大的挑战。与此同时，欧洲环境、公共卫生和食品安全委员会投票通过决议，决定建立与世贸组织兼容的碳边境调节机制 (CBAM)，拟对进口欧盟产品的生产商收取碳边境税，并将欧盟碳市场的覆盖范围扩大，要求来自没有减排政策国家的进口产品购买碳配额。
“双碳”目标的正式提出、国际经济贸易新规的即将出台，必将对电力行业结构、电力市场化交易、电力消费模式产生深远的影响。要高效促进“双碳”目标的实现，能源绿色低碳发展是关键，而电力行业在能源行业中排放量最高，也是优先纳入全国碳排放权交易市场的能源行业，是我国今后碳减排的主攻方向。近年来，云南经济结构不断优化，电力市场平稳有序推进，市场主体活力得以充分激发，云南省水电铝、水电硅产能陆续投产，九大传统载能产业用电量逐年提高，产业发展形势一片大好。但结合绿色低碳发展新理念，云南电力市场化用户在未来对可再生能源电力消费的意愿将更为强烈，降低二氧化碳等温室气体排放的同时，通过对可再生能源电力的消费树立企业品牌形象，进一步提升在国际经济贸易中的核心竞争力。可再生能源电力消费的溯源及可再生能源电力消费凭证，将成为可再生能源电力市场化交易的客观新需求，也是云南省践行“双碳”目标有效落实的关键举措和具体价值体现。
在政策层面上，国家发改委、国家能源局发布《关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》，可再生能源电力消纳市场的建设旨在推进电力消费市场化，促进可再生能源充分消纳与有序发展。然而由于国内电力市场发展还处于起步阶段，可再生能源电力消纳市场尚处于探索期，且云南电力市场模式明显有别于现有的成熟电力市场模式，目前针对电力市场化用户，还没有一种可再生能源电力消费溯源的计算方法，能够科学、合理、有效的反映用户消费的电力来自可再生能源的比例、成分，以及对电力生产源头的追溯。因此如何克服现有技术的不足是目前电力市场交易系统技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统及方法。本发明依据现行的电力市场化交易规则，基于电力系统供需平衡、电力生产情况、电力消费情况，应用区块链技术，对可再生能源电力从生产到消费过程进行“全程留痕”，确保电力市场化用户的电力消费可以追溯。同时利用电力交易平台绿色能源数据中心优势，利用“电力交易+区块链+大数据”相结合的平台集成的特点，运用电力交易数据自动筛选过滤以及整合能力，在区块链中建立可再生能源电力生产与消费链条，保障电力消费溯源的科学、合理性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统，包括：
登录信息输入模块，用于用户登录系统时输入登录信息；
身份验证模块，与登录信息输入模块相连，用于将登录信息与身份验证模块内存储的用户信息进行对比并判断用户的类别，对比结果一致，则允许用户登录系统；对比结果不一致，则不允许用户登录系统；
所述的市场主体包括清洁能源电厂、售电公司、零售用户和电力交易中心；
数据采集模块，用于采集清洁能源电厂在参与电力市场过程中签订的电力交易合约、实际上网电量、优先发电量和西电东送实际送电量；还用于采集售电公司与零售用户的交易合约、售电公司的实际用电量、售电公司与发电企业签订的电力交易合约；
清洁能源电力提供量计算模块，分别与身份验证模块、数据采集模块相连，用于根据市场化清洁能源电厂当月实际上网电量，计算月度市场化供电量；通过数据采集模块采集到的数据计算该清洁能源电厂月度签订的电力交易合约总电量及其对应合约分配电量；之后计算该清洁能源电厂为与其签订电力交易合约的售电公司所能提供的清洁能源电力总量；
售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块，分别与身份验证模块、数据采集模块、清洁能源电力提供量计算模块相连，用于根据数据采集模块采集到的数据及清洁能源电力提供量计算模块传来的数据，计算售电公司可再生能源电力溯源电量；
零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块，与售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块、身份验证模块相连，用于根据售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块传来的数据，计算零售用户可再生能源电力溯源电量；
合约转让电力溯源模块，与数据采集模块、身份验证模块相连，用于根据数据采集模块传来的数据，计算合约转让中受让方获得的清洁能源电量。
进一步，优选的是，清洁能源电厂在参与电力市场过程中签订的电力交易合约包括场外电力交易合约和场内电力交易合约；
场外电力交易合约包括年度双边协商交易合约、月度双边协商交易合约、日前双边协商交易合约、事前合约转让交易合约、偏差电量交易合约；
场内电力交易合约包括年度集中竞价交易合约、年度挂牌交易合约、月度集中竞价交易合约、月度挂牌交易合约、日前集中竞价交易合约。
进一步，优选的是，清洁能源电力提供量计算模块的具体计算方法为：
设实际优先发电量以及西电东送电量之和为Q1；根据市场化清洁能源电厂当月实际上网电量为Qrt，其月度市场化供电量为Qrm，Qrm＝Qrt-Q1；
市场化清洁能源电厂i与售电公司j签订电力交易合约供电量为Umj，市场化清洁能源电厂i一共与n家售电公司签订电力交易合约，那么该清洁能源电厂月度签订的电力交易合约总电量Um等于市场化清洁能源电厂i与这n家售电公司签订电力交易合约中的电量之和，
市场化清洁能源电厂i与售电公司j签订电力交易合约所分配供电量为 Qrmj，Qrmj＝Qrm×(Umj/Um)；
根据该售电公司j实际总用电量为Quc，售电公司j与发电企业l签订电力交易合约中购电量为Qcml，售电公司j共与W家发电企业签订电力交易合约，则售电公司j的总购电量为Qcm，
所述的发电企业包括清洁能源电厂i；
计算售电公司j与清洁能源电厂i合约对应的用电量Quci，Quci＝Quc× (Qcmi/Qcm)；Qcmi为售电公司j与清洁能源电厂i电力交易合约中的购电量；
之后计算该清洁能源电厂i为与其签订中长期合同的售电公司j所能提供的清洁能源电力总量Qrctj；Qrctj＝min{Qrmj，Umj，Quci}。
进一步，优选的是，售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块溯源的具体方法为：
根据清洁能源电力提供量计算模块传来的该清洁能源电厂i为与其签订中长期合同的售电公司j所能提供的清洁能源电力总量Qrctj进行溯源，具体如下；
(1)当Qrmj≤Umj＜Quci时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为其电力交易合约所分配供电量Qrmj，该清洁能源电厂i不存在未溯源电力情况，纳入批发市场发电侧未溯源电力数量为零；与其签订合约的售电公司j 分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Qrmj＝Qrct×(Umj/Um)，该售电公司j未溯源用电部分为Δj，Δj＝Quci-Qrmj，纳入批发市场用电侧未溯源电力待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Qrcj＝Qrcj1+Qrcj2；
(2)当Qrmj≤Quci＜Umj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为其电力交易合约所分配供电量Qrmj，该清洁能源发电企业i不存在未溯源电力情况，纳入批发市场发电侧未溯源电力数量为零；与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Qrmj＝Qrct×(Umj/Um)，该售电公司未溯源用电部分为Δj＝Quci-Qrmj，纳入批发市场用电侧待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Qrcj＝Qrcj1+Qrcj2；
(3)当Umj≤Quci＜Qrmj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为电力交易合约供电量Umj，该清洁能源电厂i未溯源电力部分Qrmj-Umj纳入批发市场发电侧未溯源电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcjl＝Umj，该售电公司j未溯源用电部分为Δj，Δj＝Quci-Umj，纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Qrcj＝Qrcjl+Qrcj2；
(4)当Umj≤Qrmj＜Quci时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为电力交易合约供电量Umj，该清洁能源电厂i未溯源发电量部分Qrmj-Umj纳入批发发电侧未溯源电厂发电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Umj，该售电公司j未溯源用电部分为Δj，Δj＝Quci-Umj，纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Qrcj＝Qrcj1+Qrcj2；
(5)当Quci≤Umj＜Qrmj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为合约对应的用电量Quci，该清洁能源电厂i未溯源发电量部分Qrmj-Quci纳入批发市场发电侧未溯源电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Quci，该售电公司j不存在未溯源用电部分，Δj＝0，不存在纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；
(6)当Quci≤Qrmj＜Umj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrct 即为合约对应的用电量Quci，该清洁能源电厂i未溯源发电量部分Qrmj-Quci纳入批发市场发电侧未溯源电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Quci，该售电公司j不存在未溯源用电部分，Δj＝0，不存在纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；
其中，(3)～(6)中纳入批发市场发电侧未溯源电量统计之和为Qrcxc。
进一步，优选的是，零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块计算的具体方法为：
售电公司j代理k家零售用户，与每家零售用户的零售合约电量为Qumk，与k家零售用户签订的总零售合约电量为Qum，Qum等于售电公司j代理k家零售用户的零售合约电量之和；每家零售用户的实际用电量为Quck；实际总用电量Quc等于售电公司j代理k家零售用户的实际用电量之和；每家零售用户获得的清洁能源电力数量为Quclk；
售电公司j共获得清洁能源电力数量为Qrcj，根据合约签订情况，计算该零售用户根据合约获得的可再生能源电力分配数量为Qrck，Qrck＝Qrcj× (Qumk/Qum)；
售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量 Quclk1＝min{Qrck，Qumk，Quck}，具体溯源过程如下：
(1)当Qrck≤Qumk＜Quck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qrck，该售电公司j不存在零售市场售电公司侧未溯源电力情况，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量为零；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qrck，纳入零售市场零售用户侧未溯源电力待分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为Qrcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(2)当Qrck≤Quck＜Qumk时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qrck，该售电公司j不存在零售市场售电公司侧未溯源电力情况，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量为零；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qrck，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为Qrcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(3)当Qumk≤Qrck＜Qck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qumk，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量Qrck-Qumk；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qumk，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为Qrcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(4)当Qumk≤Quck＜Qrck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量guclk1＝gumk，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量Qrck-Qumk；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qumk，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为grcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 guclk＝guclk1+Quclk2；
(5)当Quck≤Qrck＜Qumk时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Quck，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量Qrck-Quck；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝0，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算Quclk2＝0；该零售用户k通过市场化交易获得的可再生能源电力数量Quclk＝Quclk1；
(6)当Quck≤Qumk＜Qrck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Quck，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量Qrck-Quck；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝0，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算Quclk2＝0；该零售用户k通过市场化交易获得的可再生能源电力数量Quclk＝Quclk1；
其中，(3)～(6)中零售市场售电公司侧未溯源电量统计之和为Qrcxc。
进一步，优选的是，合约转让电力溯源模块溯源的具体方法为：
1)发电企业月前合约转让交易，是在发电企业之间开展的，出让前出让方合约电量总量为Urh，其中清洁能源合同电量为Urc，出让方将自身已有发电合约转让给受让方，转让电量为Urz，受让方获得Urz合约中清洁能源电量 Usc＝Urz×(Urc/Urh)；
2)售电公司月前合约转让交易，是在用户侧之间开展的，出让前出让方合约电量总量为Uum，其中清洁能源合同电量为Uuc，出让方将自身已有用电合约转让给受让方，转让电量为Uuz，受让方获得Uuz用电合约中清洁能源电量 Ucl＝Uuz×(Uuc/Uum)；
3)发电企业月后偏差电量交易，是在发电企业之间开展的，出让前出让方在参与日前交易等交易后的合约电量为Urh’，其中清洁能源合同电量为Urc’，出让方将自身已有发电合约转让给受让方，转让电量为Urz’，受让方获得Urz’合约中清洁能源电量Usc’＝Urz’×(Urc’/Urh’)；
4)售电公司月后偏差电量交易，是在用户侧之间开展的，出让前出让方在参与日前交易等交易后的合约电量总量为Uum’，其中清洁能源合同电量为 Uuc’，出让方将自身已有用电合约转让给受让方，转让电量为Uuz’，受让方获得Uuz’用电合约中清洁能源电量Ucl’＝Uuz’×(Uuc’/Uum’)。
进一步，优选的是，还包括显示模块，显示模块分别与清洁能源电力提供量计算模块、售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块、零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块、合约转让电力溯源模块相连，用于显示清洁能源电力提供量计算模块、售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块、零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块、合约转让电力溯源模块得到或计算的结果。
本发明同时提供一种基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源方法，采用上述基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统，包括如下步骤：
步骤(1)，采集清洁能源电厂在参与电力市场过程中签订的电力交易合约、实际上网电量、优先发电量和西电东送实际送电量；还用于采集售电公司与零售用户的交易合约、售电公司的实际用电量、售电公司与发电企业签订的电力交易合约；
步骤(2)，用于根据市场化清洁能源电厂当月实际上网电量，计算月度市场化供电量；计算该清洁能源电厂月度签订的电力交易合约总电量及其对应合约分配电量；之后计算该清洁能源电厂为与其签订电力交易合约的售电公司所能提供的清洁能源电力总量；
步骤(3)，计算售电公司可再生能源电力溯源电量；
步骤(4)，计算零售用户可再生能源电力溯源电量；
步骤(5)，计算合约转让中受让方获得的清洁能源电量。
步骤(6)，对步骤(2)～步骤(5)计算得到的结果进行显示。
本发明售电公司包括电力大用户，电力大用户可以选择是否将电力卖给零售用户。
本发明中发电企业包括清洁能源电厂。
清洁能源电厂能查看清洁能源电力提供量计算模块、合约转让电力溯源模块计算结果；
售电公司能查看售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块模块、合约转让电力溯源模块计算结果；
零售用户能查看零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块计算结果；
电力交易中心能查看清洁能源电力提供量计算模块、售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块、零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块、合约转让电力溯源模块计算结果。
本发明基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统，实现“绿色用电凭证”自动开具功能。系统底层建成区块链基础平台并对接电力交易系统实现交易、结算等原始市场数据的上链存储，同时基于链上数据建设用电溯源系统实现“绿色用电凭证”的自动计算生产和自动上链存证。系统充分运用区块链技术防篡改、公开透明等特性有效保障了“绿色用电凭证”的原始数据可追溯、过程数据可信任、结果数据易共享，如图3所示。
本发明的重要作用包括两方面：
一是可作为企业在国内碳排放核查的重要依据。电力在碳排放总量中约占 40％，全国碳排放权交易市场已经正式启动。持有“绿色用电凭证”的低碳排放企业获得环保部门认可后，则其富余的碳排放配额可在碳市场中出售获益。
二是企业出口产品在国际碳足迹认证的重要依据。欧洲通过碳边境调节机制(CBAM)，将对不符合欧盟低碳排放标准的产品收取碳边境税。欧盟碳价水平高达100欧元/吨。持有“绿色用电凭证”的低碳产品按照欧盟碳足迹标准认证后，可减免碳边境税。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明在“碳达峰”、“碳中和”的目标背景下，结合云南电力市场化交易实际以及电力系统运行特性，为市场化交易终端用户消费电力进行了溯源、核算，明确电力消费中可再生能源电力(包括水电、风电、光伏、生物质等可再生能源)的成份，提供一种基于“电力交易+区块链+大数据”的科学、合理的溯源算法。
本发明采用“电力交易+区块链+大数据”相结合的平台集成的特点，运用电力交易数据自动筛选过滤以及整合能力，在区块链中建立可再生能源电力生产与消费链条，对电力市场化用户电力消费进行溯源，精准确定电力消费中可再生能源比例，为可再生能源电力(包括水电、风电、光伏、生物质等可再生能源) 消费用户出具用能凭证，科学、合理地反映出电力市场化用户可再生能源消纳情况。基于本发明，充分发挥云南区位优势，挖掘清洁能源价值，为清洁能源环境属性赋能，进一步提升“绿色制造”产业在国际进出口贸易中的核心竞争力，全力打造世界一流的“绿色能源牌”，促进省内产业经济绿色低碳、高质量、可持续发展，全方位优化电力市场营商环境，推动构建清洁低碳发展新格局，为云南省产业经济绿色发展、“双碳”目标的坚决落实提供数据支撑、奠定理论基础。
附图说明
图1为基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统的一个实施例结构示意图；
图2为基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统的又一个实施例结构示意图；
其中，101、登录信息输入模块；102、身份验证模块；103、数据采集模块；104、清洁能源电力提供量计算模块；105、显示模块；106、售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块；107、零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块；108、合约转让电力溯源模块；
图3为本发明系统采用区块链技术的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1所示，一种基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统包括：
登录信息输入模块101，用于用户登录系统时输入登录信息；
身份验证模块102，与登录信息输入模块101相连，用于将登录信息与身份验证模块102内存储的用户信息进行对比并判断用户的类别，对比结果一致，则允许用户登录系统；对比结果不一致，则不允许用户登录系统；
所述的市场主体包括清洁能源电厂、售电公司、零售用户和电力交易中心；
数据采集模块103，用于采集清洁能源电厂在参与电力市场过程中签订的电力交易合约、实际上网电量、优先发电量和西电东送实际送电量；还用于采集售电公司与零售用户的交易合约、售电公司的实际用电量、售电公司与发电企业签订的电力交易合约；
清洁能源电力提供量计算模块104，分别与身份验证模块102、数据采集模块103相连，用于根据市场化清洁能源电厂当月实际上网电量，计算月度市场化供电量；通过数据采集模块103采集到的数据计算该清洁能源电厂月度签订的电力交易合约总电量及其对应合约分配电量；之后计算该清洁能源电厂为与其签订电力交易合约的售电公司所能提供的清洁能源电力总量；
售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块106，分别与身份验证模块 102、数据采集模块103、清洁能源电力提供量计算模块104相连，用于根据数据采集模块103采集到的数据及清洁能源电力提供量计算模块104传来的数据，计算售电公司可再生能源电力溯源电量；
零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块107，与售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块106、身份验证模块102相连，用于根据售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块106传来的数据，计算零售用户可再生能源电力溯源电量；
合约转让电力溯源模块108，与数据采集模块103、身份验证模块102相连，用于根据数据采集模块103传来的数据，计算合约转让中受让方获得的清洁能源电量。
优选，清洁能源电厂在参与电力市场过程中签订的电力交易合约包括场外电力交易合约和场内电力交易合约；
场外电力交易合约包括年度双边协商交易合约、月度双边协商交易合约、日前双边协商交易合约、事前合约转让交易合约、偏差电量交易合约；
场内电力交易合约包括年度集中竞价交易合约、年度挂牌交易合约、月度集中竞价交易合约、月度挂牌交易合约、日前集中竞价交易合约。
发电企业作为电网电力电量平衡的重要支撑，其清洁能源发电量、电力交易合约、及发用电结束后的超发、少发都是可再生能源电力溯源的重要参考。发电企业在参与电力市场过程中，签订的合约包括场外年度双边协商交易、月度双边协商交易、日前双边协商交易、事前合约转让交易、偏差电量交易(事后合约转让交易)，以及场内年度集中竞价交易、年度挂牌交易、月度集中竞价交易、月度挂牌交易、日前集中竞价交易。依据电力交易中心交易平台成交结果，发电企业将形成电力交易明细，发电侧与批发用户形成一一对应的合约关系。
在事前合约转让交易结束后，发电企业依据优先发用电计划以及月度电力交易合同，形成了最终的月度发电计划。发用电结束后，根据西电东送实际送电量和优先发用电执行情况，确定优先发电量和西电东送实际送电量为Q1(Q1 为实际优先发电量以及西电东送电量之和。)。
根据市场化清洁能源电厂当月实际上网电量为Qrt，其月度市场化供电量为 Qrm，Qrm＝Qrt-Q1。
该清洁能源电厂月度签订的市场化合约总电量为Um。合约包括场外年度双边协商交易、月度双边协商交易、日前双边协商交易，以及场内年度集中竞价交易、年度挂牌交易、月度集中竞价交易、月度挂牌交易、日前集中竞价交易。
优选，清洁能源电力提供量计算模块104的具体计算方法为：
设实际优先发电量以及西电东送电量之和为Q1；根据市场化清洁能源电厂当月实际上网电量为Qrt，其月度市场化供电量为Qrm，Qrm＝Qrt-Q1；
市场化清洁能源电厂i与售电公司j签订电力交易合约供电量为Umj，市场化清洁能源电厂i一共与n家售电公司签订电力交易合约，那么该清洁能源电厂月度签订的电力交易合约总电量Um等于市场化清洁能源电厂i与这n家售电公司签订电力交易合约中的电量之和，
市场化清洁能源电厂i与售电公司j签订电力交易合约所分配供电量为 Qrmj，Qrmj＝Qrm×(Umj/Um)；
根据该售电公司j实际总用电量为Quc，售电公司j与发电企业l签订电力交易合约中购电量为Qcml，售电公司j共与W家发电企业签订电力交易合约，则售电公司j的总购电量为Qcm，
所述的发电企业包括清洁能源电厂i；
计算售电公司j与清洁能源电厂i合约对应的用电量Quci，Quci＝Quc× (Qcmi/Qcm)；Qcmi为售电公司j与清洁能源电厂i电力交易合约中的购电量；
之后计算该清洁能源电厂i为与其签订中长期合同的售电公司j所能提供的清洁能源电力总量Qrctj；Qrctj＝min{Qrmj，Umj，Quci}。
优选，售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块106溯源的具体方法为：
根据清洁能源电力提供量计算模块104传来的该清洁能源电厂i为与其签订中长期合同的售电公司j所能提供的清洁能源电力总量Qrctj进行溯源，具体如下；
(1)当Qrmj≤Umj＜Quci时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为其电力交易合约所分配供电量Qrmj，该清洁能源电厂i不存在未溯源电力情况，纳入批发市场发电侧未溯源电力数量为零；与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Qrmj＝Qrct×(Umj/Um)，该售电公司j未溯源用电部分为Δj，Δj＝Quci-Qrmj，纳入批发市场用电侧未溯源电力待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Qrcj＝Qrcj1+Qrcj2；
(2)当Qrmj≤Quci＜Umj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为其电力交易合约所分配供电量Qrmj，该清洁能源发电企业i不存在未溯源电力情况，纳入批发市场发电侧未溯源电力数量为零；与其签订合约的售电公司j 分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Qrmj＝Qrct×(Umj/Um)，该售电公司未溯源用电部分为Δj＝Quci-Qrmj，纳入批发市场用电侧待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 grcj＝grcj1+grcj2；
(3)当Umj≤Quci＜Qrmj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为电力交易合约供电量Umj，该清洁能源电厂i未溯源电力部分Qrmj-Umj纳入批发市场发电侧未溯源电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Umj，该售电公司j未溯源用电部分为Δj，Δj＝Quci-Umj，纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Qrcj＝Qrcj1+Qrcj2；
(4)当Umj≤Qrmj＜Quci时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量grctj即为电力交易合约供电量Umj，该清洁能源电厂i未溯源发电量部分Qrmj-Umj纳入批发发电侧未溯源电厂发电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Umj，该售电公司j未溯源用电部分为Δj，Δj＝Quci-Umj，纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Qrcj＝Qrcj1+Qrcj2；
(5)当guci≤Umj＜Qrmj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为合约对应的用电量Quci，该清洁能源电厂i未溯源发电量部分Qrmj-Quci纳入批发市场发电侧未溯源电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Quci，该售电公司j不存在未溯源用电部分，Δj＝0，不存在纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；
(6)当guci≤grmj＜Umj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量grct 即为合约对应的用电量guci，该清洁能源电厂i未溯源发电量部分Qrmj-Quci纳入批发市场发电侧未溯源电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Quci，该售电公司j不存在未溯源用电部分，Δj＝0，不存在纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；
其中，(3)～(6)中纳入批发市场发电侧未溯源电量统计之和为Qrcxc。
优选，零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块107计算的具体方法为：
售电公司j代理k家零售用户，与每家零售用户的零售合约电量为gumk，与k家零售用户签订的总零售合约电量为Qum，gum等于售电公司j代理k家零售用户的零售合约电量之和；每家零售用户的实际用电量为Quck；实际总用电量Quc等于售电公司j代理k家零售用户的实际用电量之和；
每家零售用户获得的清洁能源电力数量为Quclk；
售电公司j共获得清洁能源电力数量为Qrcj，根据合约签订情况，计算该零售用户根据合约获得的可再生能源电力分配数量为Qrck，grck＝grcj× (gumk/gum)；
售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量
guclk1＝min{Qrck，Qumk，guck}，具体溯源过程如下：
(1)当Qrck≤gumk＜Quck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qrck，该售电公司j不存在零售市场售电公司侧未溯源电力情况，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量为零；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qrck，纳入零售市场零售用户侧未溯源电力待分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为Qrcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(2)当Qrck≤Quck＜Qumk时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qrck，该售电公司j不存在零售市场售电公司侧未溯源电力情况，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量为零；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qrck，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为grcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(3)当Qumk≤grck＜Quck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qumk，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量Qrck-Qumk；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qumk，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为Qrcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(4)当Qumk≤Quck＜Qrck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qumk，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量Qrck-Qumk；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qumk，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为Qrcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量 Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(5)当Quck≤Qrck＜Qumk时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Quck，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量Qrck-Quck；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝0，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算Quclk2＝0；该零售用户k通过市场化交易获得的可再生能源电力数量Quclk＝Quclk1；
(6)当Quck≤Qumk＜Qrck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Quck，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量Qrck-Quck；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝0，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算Quclk2＝0；该零售用户k通过市场化交易获得的可再生能源电力数量Quclk＝guclk1；
其中，(3)～(6)中零售市场售电公司侧未溯源电量统计之和为Qrcxc。
根据云南电力市场化交易实施方案，合约转让分为月前合约转让交易和月后偏差电量交易，合约转让交易在发电企业之间或批发用户之间开展。
优选，合约转让电力溯源模块108溯源的具体方法为：
1)发电企业月前合约转让交易，是在发电企业之间开展的，出让前出让方合约电量总量为Urh，其中清洁能源合同电量为Urc，出让方将自身已有发电合约转让给受让方，转让电量为Urz，受让方获得Urz合约中清洁能源电量 Usc＝Urz×(Urc/Urh)；
2)售电公司月前合约转让交易，是在用户侧之间开展的，出让前出让方合约电量总量为Uum，其中清洁能源合同电量为Uuc，出让方将自身已有用电合约转让给受让方，转让电量为Uuz，受让方获得Uuz用电合约中清洁能源电量 Ucl＝Uuz×(Uuc/Uum)；
3)发电企业月后偏差电量交易，是在发电企业之间开展的，出让前出让方在参与日前交易等交易后的合约电量为Urh’，其中清洁能源合同电量为Urc’，出让方将自身已有发电合约转让给受让方，转让电量为Urz’，受让方获得Urz’合约中清洁能源电量Usc’＝Urz’×(Urc’/Urh’)；
4)售电公司月后偏差电量交易，是在用户侧之间开展的，出让前出让方在参与日前交易等交易后的合约电量总量为Uum’，其中清洁能源合同电量为Uuc’，出让方将自身已有用电合约转让给受让方，转让电量为Uuz’，受让方获得Uuz’用电合约中清洁能源电量Ucl’＝Uuz’×(Uuc’/Uum’)。
如图2所示，还包括显示模块105，显示模块105分别与清洁能源电力提供量计算模块104、售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块106、零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块107、合约转让电力溯源模块108相连，用于显示清洁能源电力提供量计算模块104、售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块106、零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块107、合约转让电力溯源模块108得到或计算的结果。
一种基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源方法，采用上述基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统，包括如下步骤：
步骤(1)，采集清洁能源电厂在参与电力市场过程中签订的电力交易合约、实际上网电量、优先发电量和西电东送实际送电量；还用于采集售电公司与零售用户的交易合约、售电公司的实际用电量、售电公司与发电企业签订的电力交易合约；
步骤(2)，用于根据市场化清洁能源电厂当月实际上网电量，计算月度市场化供电量；计算该清洁能源电厂月度签订的电力交易合约总电量及其对应合约分配电量；之后计算该清洁能源电厂为与其签订电力交易合约的售电公司所能提供的清洁能源电力总量；
步骤(3)，对各个清洁能源电厂交易相对方的可再生能源电力用电量进行溯源，得到与各个清洁能源电厂交易相对方的可再生能源电力使用量；
步骤(4)，计算售电公司可再生能源电力溯源电量；
步骤(5)，计算零售用户可再生能源电力溯源电量；
步骤(6)，计算合约转让中受让方获得的清洁能源电量。
步骤(6)，对步骤(3)～步骤(6)计算得到的结果进行显示。
基于电力系统发用电量实时平衡的特性，依据云南电力市场交易规则，将用户消费电力与发电企业生产的电力进行分块划分，依据目前月度结算原则，将年度交易、月度交易、日交易不同时间跨度的交易合同，整合到月度电力电量平衡来进行市场化用户月度电力消费溯源。
应用实例1
发电企业光伏电站1、水电厂2、风电厂3与售电公司A、售电公司B、售电公司C分别进行签订电力交易合约，成交电量如表1。光伏电站1、水电厂2、风电厂3、售电公司A、售电公司B、售电公司C实际发电量或用电量如表2。采用本发明系统进行溯源，溯源过程及结果如表3和表4所示。
表1
表2
表3
表4
| 类别 | 售电公司A | 售电公司B | 售电公司C | 合计 |
| 光伏电站1 | 23.42 | 36.32 | 70.26 | 130 |
| 水电厂2 | 39.91 | 30.34 | 79.74 | 150 |
| 风电厂3 | 26.67 | 33.33 | 40.00 | 100 |
| 合计 | 90 | 100 | 190 | / |
应用实例2
售电公司A分别与零售用户1、零售用户2签订电力交易合约，成交电量如表5。售电公司A、零售用户1、零售用户2合约电量及实际用电量如表6。采用本发明系统进行溯源，溯源过程及结果如表7和表8所示。
表5
表6
表7
由应用实例1可知，售电公司A在批发市场共过得90万千瓦时的可再生能源电量溯源，成分及比例分别为太阳能23.42万千瓦时(26.02％)、39.91万千瓦时(44.34％)、26.67万千瓦时(29.64％)。
表8
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统，其特征在于，包括：
登录信息输入模块(101)，用于用户登录系统时输入登录信息；
身份验证模块(102)，与登录信息输入模块(101)相连，用于将登录信息与身份验证模块(102)内存储的用户信息进行对比并判断用户的类别，对比结果一致，则允许用户登录系统；对比结果不一致，则不允许用户登录系统；
所述的用户包括清洁能源电厂、售电公司、零售用户和电力交易中心；
数据采集模块(103)，用于采集清洁能源电厂在参与电力市场过程中签订的电力交易合约、实际上网电量、优先发电量和西电东送实际送电量；还用于采集售电公司与零售用户的交易合约、售电公司的实际用电量、售电公司与发电企业签订的电力交易合约；
清洁能源电力提供量计算模块(104)，分别与身份验证模块(102)、数据采集模块(103)相连，用于根据市场化清洁能源电厂当月实际上网电量，计算月度市场化供电量；通过数据采集模块(103)采集到的数据计算该清洁能源电厂月度签订的电力交易合约总电量及其对应合约分配电量；之后计算该清洁能源电厂为与其签订电力交易合约的售电公司所能提供的清洁能源电力总量；
售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块(106)，分别与身份验证模块(102)、数据采集模块(103)、清洁能源电力提供量计算模块(104)相连，用于根据数据采集模块(103)采集到的数据及清洁能源电力提供量计算模块(104)传来的数据，计算售电公司可再生能源电力溯源电量；
零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块(107)，与售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块(106)、身份验证模块(102)相连，用于根据售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块(106)传来的数据，计算零售用户可再生能源电力溯源电量；
合约转让电力溯源模块(108)，与数据采集模块(103)、身份验证模块(102)相连，用于根据数据采集模块(103)传来的数据，计算合约转让中受让方获得的清洁能源电量；
清洁能源电力提供量计算模块(104)的具体计算方法为：
设实际优先发电量以及西电东送电量之和为Q1；根据市场化清洁能源电厂当月实际上网电量为Qrt，其月度市场化供电量为Qrm，Qrm＝Qrt-Q1；
市场化清洁能源电厂i与售电公司j签订电力交易合约供电量为Umj，市场化清洁能源电厂i一共与n家售电公司签订电力交易合约，那么该清洁能源电厂月度签订的电力交易合约总电量Um等于市场化清洁能源电厂i与这n家售电公司签订电力交易合约中的电量之和，
市场化清洁能源电厂i与售电公司j签订电力交易合约所分配供电量为Qrmj，Qrmj＝Qrm×(Umj/Um)；
根据该售电公司j实际总用电量为Quc，售电公司j与发电企业l签订电力交易合约中购电量为Qcml，售电公司j共与W家发电企业签订电力交易合约，则售电公司j的总购电量为Qcm，
所述的发电企业包括清洁能源电厂i；
计算售电公司j与清洁能源电厂i合约对应的用电量Quci，Quci＝Quc×(Qcmi/Qcm)；Qcmi为售电公司j与清洁能源电厂i电力交易合约中的购电量；
之后计算该清洁能源电厂i为与其签订中长期合同的售电公司j所能提供的清洁能源电力总量Qrctj；Qrctj＝min{Qrmj，Umj，Quci}；
售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块(106)溯源的具体方法为：
根据清洁能源电力提供量计算模块(104)传来的该清洁能源电厂i为与其签订中长期合同的售电公司j所能提供的清洁能源电力总量Qrctj进行溯源，具体如下；
(1)当Qrmj≤Umj<Quci时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为其电力交易合约所分配供电量Qrmj，该清洁能源电厂i不存在未溯源电力情况，纳入批发市场发电侧未溯源电力数量为零；与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Qrmj＝Qrct×(Umj/Um)，该售电公司j未溯源用电部分为Δj，Δj＝Quci-Qrmj，纳入批发市场用电侧未溯源电力待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量Qrcj＝Qrcj1+Qrcj2；
(2)当Qrmj≤Quci<Umj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为其电力交易合约所分配供电量Qrmj，该清洁能源电厂i不存在未溯源电力情况，纳入批发市场发电侧未溯源电力数量为零；与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Qrmj＝Qrct×(Umj/Um)，该售电公司未溯源用电部分为Δj＝Quci-Qrmj，纳入批发市场用电侧待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量Qrcj＝Qrcj1+Qrcj2；
(3)当Umj≤Quci<Qrmj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为电力交易合约供电量Umj，该清洁能源电厂i未溯源电力部分Qrmj-Umj纳入批发市场发电侧未溯源电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Umj，该售电公司j未溯源用电部分为Δj，Δj＝Quci-Umj，纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量Qrcj＝Qrcj1+Qrcj2；
(4)当Umj≤Qrmj<Quci时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为电力交易合约供电量Umj，该清洁能源电厂i未溯源发电量部分Qrmj-Umj纳入批发发电侧未溯源电厂发电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Umj，该售电公司j未溯源用电部分为Δj，Δj＝Quci-Umj，纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设批发市场发电侧电厂未溯源电量合计为Qrcxc，其中，各未溯源清洁能源电厂未溯源电量占批发市场发电侧电厂未溯源总电量比为fi，该售电公司j未溯源电力部分Δj从相应电厂获得的可再生能源电力数量为Δj×fi；
该售电公司j未溯源电力部分Δj从各个电厂获得的可再生能源电力总数量
该售电公司j通过市场化交易获得的清洁能源电力数量Qrcj＝Qrcj1+Qrcj2；
(5)当Quci≤Umj<Qrmj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrctj即为合约对应的用电量Quci，该清洁能源电厂i未溯源发电量部分Qrmj-Quci纳入批发市场发电侧未溯源电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Quci，该售电公司j不存在未溯源用电部分，Δj＝0，不存在纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；
(6)当Quci≤Qrmj<Umj时，该清洁能源电厂提供的清洁能源电力总量Qrct即为合约对应的用电量Quci，该清洁能源电厂i未溯源发电量部分Qrmj-Quci纳入批发市场发电侧未溯源电量统计；
与其签订合约的售电公司j分配的可再生能源电力数量为Qrcj1＝Quci，该售电公司j不存在未溯源用电部分，Δj＝0，不存在纳入批发市场用电侧未溯源电量待分配计算；
其中，(3)～(6)中纳入批发市场发电侧未溯源电量统计之和为Qrcxc；
零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块(107)计算的具体方法为：
售电公司j代理k家零售用户，与每家零售用户的零售合约电量为Qumk，与k家零售用户签订的总零售合约电量为Qum，Qum等于售电公司j代理k家零售用户的零售合约电量之和；每家零售用户的实际用电量为Quck；实际总用电量Quc等于售电公司j代理k家零售用户的实际用电量之和；
每家零售用户获得的清洁能源电力数量为Quclk；
售电公司j共获得清洁能源电力数量为Qrcj，根据合约签订情况，计算该零售用户根据合约获得的可再生能源电力分配数量为Qrck，Qrck＝Qrcj×(Qumk/Qum)；
售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝min{Qrck,Qumk,Quck}，具体溯源过程如下：
(1)当Qrck≤Qumk<Quck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qrck，该售电公司j不存在零售市场售电公司侧未溯源电量情况，纳入零售市场售电公司侧未溯源电量为零；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qrck，纳入零售市场零售用户侧未溯源电力待分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为Qrcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(2)当Qrck≤Quck<Qumk时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qrck，该售电公司j不存在零售市场售电公司侧未溯源电力情况，纳入零售市场售电公司侧未溯源电量为零；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qrck，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为Qrcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(3)当Qumk≤Qrck<Quck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qumk，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电力数量Qrck-Qumk；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qumk，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为Qrcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(4)当Qumk≤Quck<Qrck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Qumk，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电量Qrck-Qumk；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝Quck-Qumk，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算；分配计算方法如下：
假设零售市场售电公司侧未溯源电量合计为Qrcxh，其中各售电公司未溯源电量占零售市场售电公司侧未溯源总电量比为hi，该零售用户k未溯源电力部分Δk从相应售电公司获得的可再生能源电力数量为Δk×hi；
该零售用户k未溯源电力部分Δk从各个售电公司获得的可再生能源电力总数量
该零售用户k通过市场化交易获得的清洁能源电力数量Quclk＝Quclk1+Quclk2；
(5)当Quck≤Qrck<Qumk时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Quck，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电量Qrck-Quck；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝0，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算Quclk2＝0；该零售用户k通过市场化交易获得的可再生能源电力数量Quclk＝Quclk1；
(6)当Quck≤Qumk<Qrck时，售电公司j为该零售用户提供的可再生能源电力数量Quclk1＝Quck，该售电公司j存在未溯源电量情况，该售电公司j未溯源电量部分纳入零售市场售电公司侧未溯源电量统计，纳入零售市场售电公司侧未溯源电量Qrck-Quck；零售用户k未溯源用电部分为Δk＝0，纳入零售市场零售用户侧未溯源电量待分配计算Quclk2＝0；该零售用户k通过市场化交易获得的可再生能源电力数量Quclk＝Quclk1；
其中，(3)～(6)中零售市场售电公司侧未溯源电量统计之和为Qrcxc；
合约转让电力溯源模块(108)溯源的具体方法为：
1)发电企业月前合约转让交易，是在发电企业之间开展的，出让前出让方合约电量总量为Urh，其中清洁能源合同电量为Urc，出让方将自身已有发电合约转让给受让方，转让电量为Urz，受让方获得Urz合约中清洁能源电量Usc＝Urz×(Urc/Urh)；
2)售电公司月前合约转让交易，是在用户侧之间开展的，出让前出让方合约电量总量为Uum，其中清洁能源合同电量为Uuc，出让方将自身已有用电合约转让给受让方，转让电量为Uuz，受让方获得Uuz用电合约中清洁能源电量Ucl＝Uuz×(Uuc/Uum)；
3)发电企业月后偏差电量交易，是在发电企业之间开展的，出让前出让方在参与日前交易等交易后的合约电量为Urh’，其中清洁能源合同电量为Urc’，出让方将自身已有发电合约转让给受让方，转让电量为Urz’，受让方获得Urz’合约中清洁能源电量Usc’＝Urz’×(Urc’/Urh’)；
4)售电公司月后偏差电量交易，是在用户侧之间开展的，出让前出让方在参与日前交易等交易后的合约电量总量为Uum’，其中清洁能源合同电量为Uuc’，出让方将自身已有用电合约转让给受让方，转让电量为Uuz’，受让方获得Uuz’用电合约中清洁能源电量Ucl’＝Uuz’×(Uuc’/Uum’)。
2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统，其特征在于，清洁能源电厂在参与电力市场过程中签订的电力交易合约包括场外电力交易合约和场内电力交易合约；
场外电力交易合约包括年度双边协商交易合约、月度双边协商交易合约、日前双边协商交易合约、事前合约转让交易合约、偏差电量交易合约；
场内电力交易合约包括年度集中竞价交易合约、年度挂牌交易合约、月度集中竞价交易合约、月度挂牌交易合约、日前集中竞价交易合约。
3.根据权利要求1所述的基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统，其特征在于，还包括显示模块(105)，显示模块(105)分别与清洁能源电力提供量计算模块(104)、售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块(106)、零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块(107)、合约转让电力溯源模块(108)相连，用于显示清洁能源电力提供量计算模块(104)、售电公司可再生能源电力溯源电量计算模块(106)、零售用户可再生能源电力溯源电量计算模块(107)、合约转让电力溯源模块(108)得到或计算的结果。
4.一种基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源方法，其特征在于，采用权利要求1～3任意一项所述的基于区块链技术的可再生能源电力消费溯源系统，包括如下步骤：
步骤(1)，采集清洁能源电厂在参与电力市场过程中签订的电力交易合约、实际上网电量、优先发电量和西电东送实际送电量；还用于采集售电公司与零售用户的交易合约、售电公司的实际用电量、售电公司与发电企业签订的电力交易合约；
步骤(2)，用于根据市场化清洁能源电厂当月实际上网电量，计算月度市场化供电量；计算该清洁能源电厂月度签订的电力交易合约总电量及其对应合约分配电量；之后计算该清洁能源电厂为与其签订电力交易合约的售电公司所能提供的清洁能源电力总量；
步骤(3)，计算售电公司可再生能源电力溯源电量；
步骤(4)，计算零售用户可再生能源电力溯源电量；
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步骤(6)，对步骤(2)～步骤(5)计算得到的结果进行显示。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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