CN113762961A - 一种可信智能交易方法、系统、计算机设备、终端 - Google Patents

一种可信智能交易方法、系统、计算机设备、终端 Download PDF

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Abstract

本发明属于区块链可信智能交易技术领域，公开了一种可信智能交易方法、系统、计算机设备、终端，包括发电信息上链模块、购电信息发布模块、电力传输和配送模块、配电规律模型创建模块、用电交易模块、电力交割模块以及费用结算模块。本发明将区块链的分布式存储、智能合约、点对点交易技术融入能源交易业务，设计基于区块链的分布式能源电网的可信智能交易系统，提升能源交易的安全性、自主性、透明性，并优化交易业务流程，提高交易效率。本发明提供的分布式智能电力系统建成后，将降低能源成本从而提高经济收益，在能源需求和交易方面具有相当巨大的优势，增加经济收益，直接促进其他节能减排措施的实施，满足人们对用电的多样化需求。

Description

一种可信智能交易方法、系统、计算机设备、终端
技术领域
本发明属于区块链可信智能交易技术领域，尤其涉及一种可信智能交易方法、系统、计算机设备、终端。
背景技术
目前，随着能源变革的不断深入，能源消费结构清洁化趋势明显。其中，新能源电力占比迅速增长，但由于其信息的共享和调度效率受限、发电设施分散、交易价格不合理透明和供给侧动力不足等问题，一直制约着其发展前景。当前，亟需提供一套新型的能源交易体系以消纳市场的清洁能源。
能源交易场景可分为分布式能源交易、综合能源交易与跨区域能源交易，其中分布式能源就近自主交易已经成为我国配电网的未来发展趋势。而在分布式能源交易场景中，分布式能源具有参与者众多、单笔交易量小、高并发性、分布散等特点，其能源生产和消费结构呈无中心、多节点状。同时，分布式能源交易不仅是交易主体双方间的行为，还涉及多部门、多层级的补贴政策落实、消纳责任考核等多方面问题。交易中心与其他部门是一个个信息孤岛，数据联通困难，协同效率低下。因此，传统的由某个部门主导建立交易中心的能源运营模式由于具有集中式管理的特点，难以简单套用于分布式能源，给统一管理带来难度。
区块链技术由于其分布式、协作性好、可溯源不可篡改等特点，在电力可信智能交易方面备受关注。基于区块链的分布式能源交易系统中，各节点成为独立的产消者，各主体平等分散决策，采用P2P形式进行直接能源交易，减少了不必要的电力损耗，使资源成本和交易成本降到最低。且所有交易公开，交易节点可以匿名，保证节点账户的安全性。分散化管理无需中心服务器，规避昂贵的运维费用，降低成本。安全的数据共享，拥有更多的数据、优化的模型和更好的结果。数据溯源跟踪，增加市场主体之间的互信任。基于区块链的分布式能源交易的优势在于，一方面使分布式能源P2P交易透明便捷，另一方面又同时保证了中心化有效监管。在用户与分布式能源之间建立信息平台，解决发、用电双方信息不对等的问题，帮助用户获取分布式能源的实时信息，有利于打造公开透明的分布式能源交易市场。因此，亟需一种基于区块链的可信智能交易系统。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)新能源电力由于其信息的共享和调度效率受限、发电设施分散、交易价格不合理透明和供给侧动力不足等问题，一直制约着其发展前景。
(2)分布式能源电网交易存在主体数量庞大、用户身份不透明、交易各方利益不对等、交易繁琐、数据联通困难，协同效率低下等问题。
(3)传统的由某个部门主导建立交易中心的能源运营模式由于具有集中式管理的特点，难以简单套用于分布式能源，给统一管理带来难度。
解决以上问题及缺陷的难度为：区块链属于新型技术，在电力可信交易领域中，应用区块链技术的案例较少，解决以上问题存在一些难度。首先是信息安全问题，如在信息共享和调度过程中，恶意节点非法盗取重要信息。此外，区块链智能合约尚未全面实现规范化统一，在进行复杂的电网交易过程中，存在安全威胁、数据协同等难题急需解决。此外，在电力交易过程中，区块链网络急需引入监管和准入机制，为统一管理助力。
解决以上问题及缺陷的意义为：基于区块链解决电力可信智能交易的意义在于：将使分布式智能电网内部电能能够得到合理地分配，并且能够更好地分担电网压力，并对电网起到调峰的作用。在保证电力交易的安全性、实时性的同时，将通过对实时交易调度模型进行优化，提高电网能源利用率，增加经济收益并节约能源。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可信智能交易方法、系统、计算机设备、终端。
本发明是这样实现的，一种可信智能交易方法，所述可信智能交易方法包括以下步骤：
步骤一，电信息上链：通过能源供应方或发电企业方将发电信息和供给信息安全传输上链和确认，并实现数据的可视化、精确化。使发电信息可信上链；
步骤二，购电信息发布：通过电网用户将用电需求发布和上链；
步骤三，电力传输和配送：实现发电、输电、配电和用电环节；
步骤四，配电规律模型创建，通过分析链上的发电、用电量的历史数据规律，系统创建配电规律模型和规则；电网用户通过移动应用或智能家居系统控制能源使用偏好，通过电网用户的区块链仪表根据预设的成本偏好从新能源业主处购买能源。可大大提高电网运行效率；
步骤五，用电交易：包括自由交易和预付费；其中，所述自由交易为通过区块链和智能合约技术，实现点对点的按需匹配的用电交易；所述预付费阶段，电力用户根据本周期内达成的交易结果向系统预先转账费用，分布式发电方转账一定的保证金，用于后期；随电力交割实现自动结算。可大幅提升电网的供需弹性，提升分布式交易能力；
步骤六，电力交割：分布式发电方根据交易协议发电，电网传输负责将该电量配送到对应的电力用户处，购电用户对所购买电量的交割份额进行确认，以支撑后续的费用结算。让交易流程更加便捷，电力使用更加高效，账户的管理更加顺畅；
步骤七，费用结算：通过各交易参与者所安装的智能电表采集发电量和用电量数据，自动触发结算。省略了交易中复杂繁琐的流程，提升了交易效率。
进一步，所述自由交易，还包括：
通过区块链传感器和控制器实现安全的中心化的数据管控；该阶段是交易周期的核心阶段，买卖双方首先提供需求价格，交易系统支持市价交易与限价交易两种订单，供参与者自由选择；
其中，所述市价交易指参与者选择直接与当前市场上价格对己最优的一个或多个参与者交易，交易立刻达成；所述限价交易指参与者由于不满意当前市场价格而向交易所提交包含期望交易价格、电量信息的买和/或卖单，而提出目标价格和需求量，等待其余参与者响应所述买和/或卖单，故不能控制交易达成时间；其中，所述市价交易按照当前的声明价格直接达成交易，而所述限价交易是提出目标价格和需求量等待交易达成，达成时间不能控制；
设定由电力用户承担过网费；由于市场中分布式发电方与电力用户可能处在多种不同电压等级、不同拓扑位置，故考虑过网费对订单价格的影响；即对不同的分布式发电方和/或电力用户，当前市场上对己最优的交易对象可能不同；系统为参与者提供基于自身电压等级与拓扑位置查询当前最优价格功能，故参与者可先查询当前对己最优报价情况，再决定是否提交限价或市价交易。
进一步，所述费用结算还包括：
在无需引入第三方机构信任背书的情况下，所述费用结算模块可实现电子合同的线上签署，交易合同经买卖双方和电网企业签名后生效；平台通过合约制定的结算规则，在达到规则的输入条件时，通过运行在区块链上的可编辑智能合约接口，自动执行交易结算费用；
其中，分布式发电方所发超出交易协议的电量由电网按照基准上网电价收购，所发少于交易协议的电量视为其按对应电力用户目录电价向电网购买并提供给电力用户；同理，电力用户所用超出交易协议的电量由电网按照目录电价收费，所用少于交易协议的电量视为其按照交易协议向对应分布式发电方购买并以基准上网电价卖给电网。
进一步，所述可信智能交易方法采用分层设计模式，包括以下合约：
(1)Transaction智能合约
Transaction智能合约用于负责对交易过程的记录和上链，在无需第三方中心服务器的场景下，实现交易的透明、可验证，保证交易的有效性；
Transaction智能合约以合同的形式，通过驱动触发记录交易时间、交易双方地址、交易价格以及交易量信息，如果买方电力交割完成，则由合约继续完成费用结算；系统接受交易，和其他交易一同打包成区块，同时记录每个交易的hash值和区块的hash值，记录当前区块链高度，并进入下一区块的打包阶段；
(2)Evidence智能合约
存储的数据包括电量信息、能源交易存证上链，因此提供Evidence存证功能，基于区块链不可篡改的特性，为创建出的凭证增信；任何使用者均可将凭证的内容摘要上传到链上，在未来使用时根据链上内容比对，内容摘要使用Hash算法，抗逆向反推；其中，所述Evidence智能合约包括两个文件：EvidenceFactory工厂合约和Evidence存证模板合约；
所述可信智能交易系统在智能合约实现后，利用配套工具java sdk提供微网的点到点交易功能，同时也提供区块链交互、智能合约的部署与调用；其中，所述调用接口，包括SellService、BuyService和EvidenceService；
(1)SellService
SellService是提供能源卖方相关功能的接口；该接口用于提供获取用户认证信息、获取用户信息、获取发电量信息、推送挂单信息、卖出接口、获取交易订单、修改挂单以及删除挂单的相关操作；
(2)BuyService
BuyService是提供能源购买方相关功能的接口；该接口用于提供获取用户认证信息、获取用户信息、获取挂单信息、获取用户购买的交易订单、获取用户参与的挂单信息包括买入和卖出的相关操作；
(3)EvidenceService
EvidenceService表示凭证存证上链的相关接口；该接口用于提供发电信息、购电信息、交易信息、凭证的Hash存证的生成上链、链上查询及校验操作。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
通过能源供应方或发电企业方将发电信息和供给信息安全传输上链和确认，并实现数据的可视化、精确化；通过电网用户将用电需求发布和上链；通过电力传输和配送模块实现发电、输电、配电和用电环节；
通过分析链上的发电、用电量的历史数据规律，系统创建配电规律模型和规则；电网用户通过移动应用或智能家居系统控制能源使用偏好，通过电网用户的区块链仪表根据预设的成本偏好从新能源业主处购买能源；
用电交易包括自由交易和预付费；其中，所述自由交易为通过区块链和智能合约技术，实现点对点的按需匹配的用电交易；所述预付费阶段，电力用户根据本周期内达成的交易结果向系统预先转账费用，分布式发电方转账一定的保证金，用于后期随电力交割实现自动结算；
分布式发电方根据交易协议发电，电网传输负责将该电量配送到对应的电力用户处，购电用户对所购买电量的交割份额进行确认，以支撑后续的费用结算；通过各交易参与者所安装的智能电表采集发电量和用电量数据，自动触发结算。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现如所述的可信智能交易方法。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述可信智能交易方法的可信智能交易系统，所述可信智能交易系统包括：
电信息上链模块，用于通过能源供应方或发电企业方将发电信息和供给信息安全传输上链和确认，并实现数据的可视化、精确化；
购电信息发布模块，用于通过电网用户将用电需求发布和上链；
电力传输和配送模块，包括发电、输电、配电和用电环节；
配电规律模型创建模块，用于通过分析链上的发电、用电量的历史数据规律，系统创建配电规律模型和规则；电网用户通过移动应用或智能家居系统控制能源使用偏好，通过电网用户的区块链仪表根据预设的成本偏好从新能源业主处购买能源；
用电交易模块，包括自由交易和预付费；其中，所述自由交易，用于通过区块链和智能合约技术，实现点对点的按需匹配的用电交易；所述预付费阶段，电力用户根据本周期内达成的交易结果向系统预先转账费用，分布式发电方转账一定的保证金，用于后期随电力交割实现自动结算；
电力交割模块，用于分布式发电方根据交易协议发电，电网传输负责将该电量配送到对应的电力用户处，购电用户对所购买电量的交割份额进行确认，以支撑后续的费用结算；
费用结算模块，用于通过各交易参与者所安装的智能电表采集发电量和用电量数据，自动触发结算。
进一步，所述电力传输和配送模块，包括：
发电：能源的来源包括火电、水电、风电、核电和太阳能，发电就是将某种能源或能量转换为电能；
输电：将电源发出的低电压大电流的电能转变为高电压小电流的电能进行传输；调整配电模型，促进电力就近消纳，发展微电网点对点发电和配电技术；
配电：电能传送到负荷中心后要进行降压，电压降低，电流增大，通过配电设备对电能进行分配和计量，最终送到负载点，用户的各种电器设备是通过配电网来获得电能；
用电：电能传输到达需求用户，用户通过电表来衡量所用的电量。
进一步，所述可信智能交易系统的电网参与者，包括电力用户、能源提供方，平台运营方、各机构以及监管部门；所有电网参与者在进入平台前进行严格的身份认证，在确保身份信息安全的前提下，参与者可在线实现的交易签约，链上保留的合同和交易可供查询和追溯。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述的可信智能交易系统的可信智能交易系统的搭建方法，所述可信智能交易系统的搭建方法包括：
(1)搭建可信智能交易原型系统框架；
(2)确定可信智能交易系统角色；
(3)确定可信智能交易系统交易流程。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的可信智能交易系统，分布式智能电力系统建成后，将降低能源成本从而提高经济收益，在分布式交易系统的加持下，将极大的简化交易步骤，提升效率，在能源需求和交易方面具有相当巨大的优势，进一步增加经济收益。另一方面，本发明提供的智能电力交易系统可以直接促进其他节能减排措施的实施，满足人们对用电的多样化需求，带来更多的社会效益。
传统电力交易模式由各级交易中心根据发电、用电企业上报的计划需求统一组织交易业务开展的形式，无法满足新能源直接交易、就近消纳的业务发展。为了解决这个问题，本发明将区块链的分布式存储、智能合约、点对点交易技术融入能源交易业务，设计基于区块链的分布式能源电网的可信智能交易系统，以提升能源交易的安全性、自主性、透明性，并优化交易业务流程，提高交易效率。
本发明属于基于区块链的可信智能交易技术领域，针对分布式能源电网交易主体数量庞大、用户身份不透明、交易各方利益不对等、交易繁琐等问题，设计了基于区块链的智能交易系统。将区块链的分布式存储、智能合约、点对点交易技术融入能源交易业务，利用智能合约撮合交易策略，实现能源电网内分布式电力交易且数据上链，交易数据存储后不可篡改，实现发电、用电和电力交易全程监控；通过区块链的智能合约和点对点交易技术，实现电网内光储等业务在不同主体间可信交易，利用智能合约执行费用自动结算，提高执行效率和降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的可信智能交易方法流程图。
图2是本发明实施例提供的可信智能交易系统结构框图；
图中：1、发电信息上链模块；2、购电信息发布模块；3、电力传输和配送模块；4、配电规律模型创建模块；5、用电交易模块；6、电力交割模块；7、费用结算模块。
图3是本发明实施例提供的可信智能交易系统架构原理图。
图4是本发明实施例提供的分布式能源体系架构示意图。
图5是本发明实施例提供的基于区块链的电力交易平台的身份认证接入机制示意图。
图6是本发明实施例提供的基于区块链的电力交易简要流程图。
图7是本发明实施例提供的电力传输和配送流程图。
图8是本发明实施例提供的发电用电规律匹配模型示意图。
图9是本发明实施例提供的基于区块链的交易合约自动结算机制示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可信智能交易方法、系统、计算机设备、终端，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的可信智能交易方法包括以下步骤：
S101，电信息上链：通过能源供应方或发电企业方将发电信息和供给信息安全传输上链和确认，并实现数据的可视化、精确化；
S102，购电信息发布：通过电网用户将用电需求发布和上链；
S103，电力传输和配送：实现发电、输电、配电和用电环节；
S104，配电规律模型创建，通过分析链上的发电、用电量的历史数据规律，系统创建配电规律模型和规则；电网用户通过移动应用或智能家居系统控制能源使用偏好，通过电网用户的区块链仪表根据预设的成本偏好从新能源业主处购买能源；
S105，用电交易：包括自由交易和预付费；其中，所述自由交易为通过区块链和智能合约技术，实现点对点的按需匹配的用电交易；所述预付费阶段，电力用户根据本周期内达成的交易结果向系统预先转账费用，分布式发电方转账一定的保证金，用于后期随电力交割实现自动结算；
S106，电力交割：分布式发电方根据交易协议发电，电网传输负责将该电量配送到对应的电力用户处，购电用户对所购买电量的交割份额进行确认，以支撑后续的费用结算；
S107，费用结算：通过各交易参与者所安装的智能电表采集发电量和用电量数据，自动触发结算。
如图2所示，本发明实施例提供的可信智能交易系统，包括：
电信息上链模块1，用于通过能源供应方或发电企业方将发电信息和供给信息安全传输上链和确认，并实现数据的可视化、精确化；
购电信息发布模块2，用于通过电网用户将用电需求发布和上链；
电力传输和配送模块3，包括发电、输电、配电和用电环节；
配电规律模型创建模块4，用于通过分析链上的发电、用电量的历史数据规律，系统创建配电规律模型和规则；电网用户通过移动应用或智能家居系统控制能源使用偏好，通过电网用户的区块链仪表根据预设的成本偏好从新能源业主处购买能源；
用电交易模块5，包括自由交易和预付费；其中，所述自由交易，用于通过区块链和智能合约技术，实现点对点的按需匹配的用电交易；所述预付费阶段，电力用户根据本周期内达成的交易结果向系统预先转账费用，分布式发电方转账一定的保证金，用于后期随电力交割实现自动结算；
电力交割模块6，用于分布式发电方根据交易协议发电，电网传输负责将该电量配送到对应的电力用户处，购电用户对所购买电量的交割份额进行确认，以支撑后续的费用结算；
费用结算模块7，用于通过各交易参与者所安装的智能电表采集发电量和用电量数据，自动触发结算。
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1
针对分布式能源电网交易主体数量庞大、用户身份不透明、交易各方利益不对等、交易繁琐等问题，设计了基于区块链的智能交易系统，如图4所示。传统电力交易模式由各级交易中心根据发电、用电企业上报的计划需求统一组织交易业务开展的形式，无法满足新能源直接交易、就近消纳的业务发展。为了解决这个问题，我们将区块链的分布式存储、智能合约、点对点交易技术融入能源交易业务，设计基于区块链的分布式能源电网的可信智能交易系统，以提升能源交易的安全性、自主性、透明性，并优化交易业务流程，提高交易效率。
整个系统的核心应用，是可信电力交易平台。将区块链的分布式存储、智能合约、点对点交易技术融入能源交易业务，利用智能合约撮合交易策略，实现微电网内分布式电力交易且数据上链，交易数据存储后不可篡改，实现发电、用电和电力交易全程监控。通过与积分管理体系联动，构建积分价值统一化兑换模型，交易双方可采用积分兑换机制进行交易，从而打通各机构积分系统间的壁垒，使积分在链上流转。
进一步的，构建可信电力交易平台分为三个步骤：
一是，搭建可信智能交易原型系统框架。
二是，确定系统角色。
三是，平台交易流程。
进一步，所述的可信智能交易原型系统框架如图3所示。用户和分布式发电商可自由交易，在交易前，双方将交易报价加密传输链上，能源交易平台从链上实时获取上述信息，通过买卖双方的报价匹配达成交易，实现交易双方利益最大化。用户身份的真实性由分布式身份管理系统为智能交易平台提供支撑，登录者使用可信身份认证系统申请访问接入，应用验证者对用户所提供的分布式身份进行链上查验，并检查所提供的密码凭证的签发者的数字签名，凭证有效性、真实性等，检查通过则用户身份的认证核验通过，用户获得系统接入权限，保证交易用户的合法性，如图5所示。交易合同通过交易双方和电网签名后生效，触发智能合约执行费用自动结算，提高执行效率和降低成本。同时，交易存证上链，作为交易追溯和监管的有效方式。与积分管理系统联动，交易双方可采用积分机制进行交易。
进一步，交易系统中涉及到的角色，即交易系统的电网参与者，包括电力用户、能源提供方，平台运营方、各机构(如银行)、监管部门等。所有电网参与者在进入平台之前都需要进行严格的身份认证。在确保身份信息安全的前提下，参与者可在线实现的交易签约，链上保留的合同和交易可供查询和追溯，从而解决了各种合同纷争的问题。
进一步的，系统的运行流程大致分为6个步骤，整体流程如图6所示。
(1)发电信息上链
能源供应方或发电企业方将发电信息和供给信息安全传输上链和确认，并实现数据的可视化、精确化。
(2)购电信息发布
购电信息发布指电网用户将用电需求发布和上链。该模块为传统电网中的固有模块。
(3)电力传输和配送
电力的传输和配送模块包括发电、输电、配电和用电等环节，如图7所示。发电：能源的来源主要有火电、水电、风电、核电、太阳能等，发电就是将某种能源或能量转换为电能。
输电：为了降低输电损耗，需要将电源发出的低电压大电流的电能转变为高电压小电流的电能进行传输，如接入高压配电系统，再由中心统一调度和通过输电管道、电缆介质等传输。但是由于新能源分布式发电单设备产生电量较少，可能因无法并入电网而造成能源的浪费。因此，调整配电模型，促进电力的就近消纳，发展微电网点对点发电和配电技术，也能有效降低输电损耗。
配电：电能传送到负荷中心后要将其降压，这时电压降低，电流增大，再通过配电设备对电能进行分配和计量，最终送到负载点，用户的各种电器设备是通过配电网来获得电能。
用电：电能传输到达需求用户，用户通过电表来衡量其所用的电量。
(4)配电规律模型创建
通过区块链技术，较小的能源生产商能以相对较低的交易成本出售多余的能源，使微电网成员之间的电力交换成为现实而无需中心化的机构，也无需搭建昂贵的基础设施来统一调配电力，从而提高竞争和电网运行效率。智能合约有助于实时协调新能源发电装置的生产数据，并自动执行售卖交易，使电力能源能够在微电网中便捷的双向流通，如图8所示。
通过分析链上的发电、用电量的历史数据规律，系统创建配电规律模型和规则，或者电网用户可以通过移动应用或智能家居系统控制他们的能源使用偏好；他们的区块链仪表将根据预设的成本偏好从新能源业主处购买能源。
(5)用电交易模块
1)自由交易
通过区块链和智能合约技术，可以实现点对点的按需匹配的用电交易，最大限度的减少对中介机构的依赖。区块链传感器和控制器可实现安全的中心化的数据管控，并大幅提升电网的供需弹性。
该阶段是交易周期的核心阶段。买卖双方首先提供需求价格。类似于股票交易，交易系统支持市价交易与限价交易两种订单，供参与者自由选择。其中，市价交易指参与者选择直接与当前市场上价格对己最优的一个或多个参与者交易，交易立刻达成。限价交易指参与者由于不满意当前市场价格而向交易所提交包含期望交易价格、电量等信息的买(卖)单，而提出目标价格和需求量，需等待其余参与者响应这一买(卖)单，故不能控制交易达成时间。前者按照当前的声明价格直接达成交易，而后者是提出目标价格和需求量等待交易达成，达成时间不能控制。
另外，本申请书的方案中设定由电力用户承担过网费。由于市场中分布式发电方与电力用户可能处在多种不同电压等级、不同拓扑位置，因此需考虑过网费对订单价格的影响。即，对不同的分布式发电方(电力用户)，当前市场上对己最优的交易对象可能不同。系统为参与者提供了基于自身电压等级与拓扑位置查询当前最优价格功能，因此参与者可先查询当前对己最优报价情况，再决定是否提交限价或市价交易。
2)预付费
该阶段中，电力用户需根据本周期内达成的交易结果向系统预先转账费用，分布式发电方也需要转账一定的保证金，以便后期随着电力交割实现自动结算。
(6)电力交割模块
该阶段中，分布式发电方需根据交易协议发电，电网传输负责将该电量配送到对应的电力用户处，购电用户需要对所购买电量的交割份额进行确认，以支撑后续的费用结算。
用户和电力公司的实时交互，能够让交易流程更加便捷，电力使用更加高效，账户的管理更加顺畅。在区块链智能合约的支持下，电力的流转和快捷支付能够高效的运转，点对点的微电网能够实现自动化运行。
(7)费用结算模块
该阶段中，各交易参与者所安装的智能电表采集其发电量、用电量等数据，自动触发结算。在无需引入第三方机构信任背书的情况下，可实现电子合同的线上签署。交易合同经买卖双方和电网企业签名后生效。平台通过合约制定的结算规则，在达到规则的输入条件时，通过运行在区块链上的可编辑智能合约接口，自动执行交易结算费用，省略了交易中复杂繁琐的流程，提升了交易效率。
另外，如图9所示。分布式发电方所发超出交易协议的电量由电网按照基准上网电价收购，所发少于交易协议的电量视为其按对应电力用户目录电价向电网购买并提供给电力用户；同理，电力用户所用超出交易协议的电量由电网按照目录电价收费，所用少于交易协议的电量视为其按照交易协议向对应分布式发电方购买并以基准上网电价卖给电网。
一方面，分布式智能电力系统建成后，将降低能源成本从而提高经济收益，在分布式交易系统的加持下，将极大的简化交易步骤，提升效率，在能源需求和交易方面具有相当巨大的优势，进一步增加经济收益。另一方面，智能电力交易系统可以直接促进其他节能减排措施的实施，满足人们对用电的多样化需求，带来更多的社会效益。
实施例2
本发明首先，针对可信智能交易系统中的智能合约问题，本发明利用基于Solidity的智能合约进行开发。可信交易智能合约负责链上交易体系建立，具体包括发电信息上链、购电信息发布、购电匹配、购电合同签订、购电预付费和交易结算。
进一步的，可信交易智能合约采用分层设计模式，主要有以下合约：
(1)Transaction智能合约
Transaction智能合约主要负责对交易过程的记录和上链，在无需第三方中心服务器的场景下，实现交易的透明、可验证，保证交易的有效性。
Transaction智能合约以合同的形式，通过驱动触发记录交易时间、交易双方地址、交易价格、交易量等信息，如果买方电力交割完成，则由合约继续完成费用结算，系统接受交易，和其他交易一同打包成区块，同时记录每个交易的hash值和区块的hash值，记录当前区块链高度，并进入下一个区块的打包阶段。
(2)Evidence智能合约
本方案存储的数据包括电量信息、能源交易等存证上链，因此提供了Evidence存证功能，基于区块链不可篡改的特性，为创建出的凭证增信。简单来说，任何使用者，都可以将凭证的内容摘要上传到链上，以便在未来使用时可以根据链上内容比对，以防篡改。内容摘要使用Hash算法，抗逆向反推。
Evidence智能合约包括两个文件：EvidenceFactory工厂合约和Evidence存证模板合约。
Evidence Factory工厂合约有以下特性：
1.通过将存证模板实例化，生成存证合约，并返回存证合约地址。
2.创建存证时，从入参里，需要指定有哪些DID是创建出来的存证的特许签名方(Signer)。可有多个签名方。
3.入参中的dataHash和r，s，v签名值，是存证里需要在链上记录的摘要信息。一旦写入，没有任何办法能够篡改之。
4.如果dataHash为空(全为0)，则会生成一个**空白存证**，可以后续由签名方通过调用addHash接口补上dataHash。
Evidence存证模板合约有以下特性：
1.签名方在初始创建存证的时候就需要确定，且创建后不能更改。
2.每个签名方可以通过调用加签名接口(addSignature)对存证增加自己的签名，以增加信用。
3.签名方可以调用增加额外信息接口(addExtraValue)为存证添加额外信息，及addHash接口为空白存证补上Hash。增加额外信息，增加签名、为空白存证设置Hash，都必须需要Signer之一使用自己的私钥发交易。
4.签名值(r，s，v)可以在创建时由一个签名者上传，也可以由其他签名方在创建完成后后补。可以使用Java SDK自动生成此签名三项。
5.添加额外信息、加签名、为空白存证补上Hash，只能由创建时设定好的签名方之一，使用自己的DID管理的私钥发交易。
6.一旦一个合约的dataHash或签名被设置为非空值，就没有任何办法可以对其进行二次修改。此时，唯二能够进行的操作就只有增加签名和增加额外信息。
使用合约地址进行管理，保证了前后升级的兼容性，即使更新的版本修改了存证逻辑，对已经上链的存证也不会有影响。
进一步的，在可信智能交易系统的智能合约的实现之后，部署在区块链上却并不支持直接操作，因此还需要配套工具——java sdk来提供微网的点到点交易等功能，同时也提供区块链交互、智能合约的部署与调用。
进一步的，本实施例将具体描述调用接口。SDK包括3个主要的接口，它们分别是：SellService、BuyService、EvidenceService。
(1)SellService
SellService是提供能源卖方相关功能的接口。该接口提供获取用户认证信息、获取用户信息、获取发电量信息、推送挂单信息、卖出接口、获取交易订单、修改挂单、删除挂单等相关操作。
(2)BuyService
BuyService是提供能源购买方相关功能的接口。该接口提供了获取用户认证信息、获取用户信息、获取挂单信息、获取(用户购买)的交易订单、获取用户参与的挂单信息(包括买入和卖出)等相关操作。
(3)EvidenceService
EvidenceService表示凭证存证上链的相关接口。该接口提供发电信息、购电信息、交易信息、凭证的Hash存证的生成上链、链上查询及校验等操作。
进一步的，系统接口的整体结构设计如下：
Figure BDA0003216566540000171
Figure BDA0003216566540000181
进一步的，本实施例将对接口的具体方法的名称、定义、入参、返回进行详细介绍。
(一)SellService
getUserInfo
Figure BDA0003216566540000182
getPowerGenInfo
Figure BDA0003216566540000183
postSellingInfo
Figure BDA0003216566540000184
getTransOrder
Figure BDA0003216566540000185
changeSellingInfo
Figure BDA0003216566540000191
deleteSellingInfo
Figure BDA0003216566540000192
(二)BuyService
本接口提供了获取用户信息、获取挂单信息、获取交易订单、获取用户参与的挂单信息(包括买入和卖出)等相关操作。
getUserInfo
Figure BDA0003216566540000193
getSellingInfo
Figure BDA0003216566540000194
getTransOrder
Figure BDA0003216566540000195
getRecord
Figure BDA0003216566540000201
(三)EvidenceService
createEvidence
Figure BDA0003216566540000202
getEvidence
Figure BDA0003216566540000203
verifySigner
Figure BDA0003216566540000204
generateHash
Figure BDA0003216566540000205
Figure BDA0003216566540000211
addLogByHash/addLogByCustomKey
Figure BDA0003216566540000212
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可信智能交易方法，其特征在于，所述可信智能交易方法包括以下步骤：
步骤一，电信息上链：通过能源供应方或发电企业方将发电信息和供给信息安全传输上链和确认，并实现数据的可视化、精确化；
步骤二，购电信息发布：通过电网用户将用电需求发布和上链；
步骤三，电力传输和配送：实现发电、输电、配电和用电环节；
步骤四，配电规律模型创建，通过分析链上的发电、用电量的历史数据规律，系统创建配电规律模型和规则；电网用户通过移动应用或智能家居系统控制能源使用偏好，通过电网用户的区块链仪表根据预设的成本偏好从新能源业主处购买能源；
步骤五，用电交易：包括自由交易和预付费；其中，所述自由交易为通过区块链和智能合约技术，实现点对点的按需匹配的用电交易；所述预付费阶段，电力用户根据本周期内达成的交易结果向系统预先转账费用，分布式发电方转账一定的保证金，用于后期随电力交割实现自动结算；
步骤六，电力交割：分布式发电方根据交易协议发电，电网传输负责将该电量配送到对应的电力用户处，购电用户对所购买电量的交割份额进行确认，以支撑后续的费用结算；
步骤七，费用结算：通过各交易参与者所安装的智能电表采集发电量和用电量数据，自动触发结算。
2.如权利要求1所述的可信智能交易方法，其特征在于，所述自由交易，还包括：
通过区块链传感器和控制器实现安全的中心化的数据管控；该阶段是交易周期的核心阶段，买卖双方首先提供需求价格，交易系统支持市价交易与限价交易两种订单，供参与者自由选择；
其中，所述市价交易指参与者选择直接与当前市场上价格对己最优的一个或多个参与者交易，交易立刻达成；所述限价交易指参与者由于不满意当前市场价格而向交易所提交包含期望交易价格、电量信息的买和/或卖单，而提出目标价格和需求量，等待其余参与者响应所述买和/或卖单，故不能控制交易达成时间；其中，所述市价交易按照当前的声明价格直接达成交易，而所述限价交易是提出目标价格和需求量等待交易达成，达成时间不能控制；
设定由电力用户承担过网费；由于市场中分布式发电方与电力用户可能处在多种不同电压等级、不同拓扑位置，故考虑过网费对订单价格的影响；即对不同的分布式发电方和/或电力用户，当前市场上对己最优的交易对象可能不同；系统为参与者提供基于自身电压等级与拓扑位置查询当前最优价格功能，故参与者可先查询当前对己最优报价情况，再决定是否提交限价或市价交易。
3.如权利要求1所述的可信智能交易方法，其特征在于，所述费用结算还包括：
在无需引入第三方机构信任背书的情况下，所述费用结算模块可实现电子合同的线上签署，交易合同经买卖双方和电网企业签名后生效；平台通过合约制定的结算规则，在达到规则的输入条件时，通过运行在区块链上的可编辑智能合约接口，自动执行交易结算费用；
其中，分布式发电方所发超出交易协议的电量由电网按照基准上网电价收购，所发少于交易协议的电量视为其按对应电力用户目录电价向电网购买并提供给电力用户；同理，电力用户所用超出交易协议的电量由电网按照目录电价收费，所用少于交易协议的电量视为其按照交易协议向对应分布式发电方购买并以基准上网电价卖给电网。
4.如权利要求1所述的可信智能交易方法，其特征在于，所述可信智能交易方法采用分层设计模式，包括以下合约：
(1)Transaction智能合约
Transaction智能合约用于负责对交易过程的记录和上链，在无需第三方中心服务器的场景下，实现交易的透明、可验证，保证交易的有效性；
Transaction智能合约以合同的形式，通过驱动触发记录交易时间、交易双方地址、交易价格以及交易量信息，如果买方电力交割完成，则由合约继续完成费用结算；系统接受交易，和其他交易一同打包成区块，同时记录每个交易的hash值和区块的hash值，记录当前区块链高度，并进入下一区块的打包阶段；
(2)Evidence智能合约
存储的数据包括电量信息、能源交易存证上链，因此提供Evidence存证功能，基于区块链不可篡改的特性，为创建出的凭证增信；任何使用者均可将凭证的内容摘要上传到链上，在未来使用时根据链上内容比对，内容摘要使用Hash算法，抗逆向反推；其中，所述Evidence智能合约包括两个文件：EvidenceFactory工厂合约和Evidence存证模板合约；
所述可信智能交易系统在智能合约实现后，利用配套工具javasdk提供微网的点到点交易功能，同时也提供区块链交互、智能合约的部署与调用；其中，所述调用接口，包括SellService、BuyService和EvidenceService；
(1)SellService
SellService是提供能源卖方相关功能的接口；该接口用于提供获取用户认证信息、获取用户信息、获取发电量信息、推送挂单信息、卖出接口、获取交易订单、修改挂单以及删除挂单的相关操作；
(2)BuyService
BuyService是提供能源购买方相关功能的接口；该接口用于提供获取用户认证信息、获取用户信息、获取挂单信息、获取用户购买的交易订单、获取用户参与的挂单信息包括买入和卖出的相关操作；
(3)EvidenceService
EvidenceService表示凭证存证上链的相关接口；该接口用于提供发电信息、购电信息、交易信息、凭证的Hash存证的生成上链、链上查询及校验操作。
5.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
通过能源供应方或发电企业方将发电信息和供给信息安全传输上链和确认，并实现数据的可视化、精确化；通过电网用户将用电需求发布和上链；通过电力传输和配送模块实现发电、输电、配电和用电环节；
通过分析链上的发电、用电量的历史数据规律，系统创建配电规律模型和规则；电网用户通过移动应用或智能家居系统控制能源使用偏好，通过电网用户的区块链仪表根据预设的成本偏好从新能源业主处购买能源；
用电交易包括自由交易和预付费；其中，所述自由交易为通过区块链和智能合约技术，实现点对点的按需匹配的用电交易；所述预付费阶段，电力用户根据本周期内达成的交易结果向系统预先转账费用，分布式发电方转账一定的保证金，用于后期随电力交割实现自动结算；
分布式发电方根据交易协议发电，电网传输负责将该电量配送到对应的电力用户处，购电用户对所购买电量的交割份额进行确认，以支撑后续的费用结算；通过各交易参与者所安装的智能电表采集发电量和用电量数据，自动触发结算。
6.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1～4任意一项所述的可信智能交易方法。
7.一种实施权利要求1～4任意一项所述可信智能交易方法的可信智能交易系统，其特征在于，所述可信智能交易系统包括：
电信息上链模块，用于通过能源供应方或发电企业方将发电信息和供给信息安全传输上链和确认，并实现数据的可视化、精确化；
购电信息发布模块，用于通过电网用户将用电需求发布和上链；
电力传输和配送模块，包括发电、输电、配电和用电环节；
配电规律模型创建模块，用于通过分析链上的发电、用电量的历史数据规律，系统创建配电规律模型和规则；电网用户通过移动应用或智能家居系统控制能源使用偏好，通过电网用户的区块链仪表根据预设的成本偏好从新能源业主处购买能源；
用电交易模块，包括自由交易和预付费；其中，所述自由交易，用于通过区块链和智能合约技术，实现点对点的按需匹配的用电交易；所述预付费阶段，电力用户根据本周期内达成的交易结果向系统预先转账费用，分布式发电方转账一定的保证金，用于后期随电力交割实现自动结算；
电力交割模块，用于分布式发电方根据交易协议发电，电网传输负责将该电量配送到对应的电力用户处，购电用户对所购买电量的交割份额进行确认，以支撑后续的费用结算；
费用结算模块，用于通过各交易参与者所安装的智能电表采集发电量和用电量数据，自动触发结算。
8.如权利要求7所述的可信智能交易系统，其特征在于，所述电力传输和配送模块，包括：
发电：能源的来源包括火电、水电、风电、核电和太阳能，发电就是将某种能源或能量转换为电能；
输电：将电源发出的低电压大电流的电能转变为高电压小电流的电能进行传输；调整配电模型，促进电力就近消纳，发展微电网点对点发电和配电技术；
配电：电能传送到负荷中心后要进行降压，电压降低，电流增大，通过配电设备对电能进行分配和计量，最终送到负载点，用户的各种电器设备是通过配电网来获得电能；
用电：电能传输到达需求用户，用户通过电表来衡量所用的电量。
9.如权利要求7所述的可信智能交易系统，其特征在于，所述可信智能交易系统的电网参与者，包括电力用户、能源提供方，平台运营方、各机构以及监管部门；所有电网参与者在进入平台前进行严格的身份认证，在确保身份信息安全的前提下，参与者可在线实现的交易签约，链上保留的合同和交易可供查询和追溯。
10.一种实施权利要求7所述的可信智能交易系统的可信智能交易系统的搭建方法，其特征在于，所述可信智能交易系统的搭建方法包括：
(1)搭建可信智能交易原型系统框架；
(2)确定可信智能交易系统角色；
(3)确定可信智能交易系统交易流程。
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