CN114519640A - 基于联盟链的跨国电力交易方法 - Google Patents
基于联盟链的跨国电力交易方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114519640A CN114519640A CN202011302343.5A CN202011302343A CN114519640A CN 114519640 A CN114519640 A CN 114519640A CN 202011302343 A CN202011302343 A CN 202011302343A CN 114519640 A CN114519640 A CN 114519640A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transaction
- power
- trading
- country
- electricity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 67
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 20
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 claims description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 3
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 claims 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 15
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000013439 planning Methods 0.000 description 1
- 238000013468 resource allocation Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q40/00—Finance; Insurance; Tax strategies; Processing of corporate or income taxes
- G06Q40/04—Trading; Exchange, e.g. stocks, commodities, derivatives or currency exchange
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/60—Protecting data
- G06F21/64—Protecting data integrity, e.g. using checksums, certificates or signatures
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
- Y04S50/10—Energy trading, including energy flowing from end-user application to grid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Economics (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Finance (AREA)
- Accounting & Taxation (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Technology Law (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Bioethics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于联盟链的跨国电力交易方法，包括：配置联盟链网络，对接入联盟链的交易主体进行准入校验，接收交易主体提交的报价和报量信息；基于各国的地理位置、政治联盟关系和电力贸易量计算跨境交易指数；应用Go语言编写联盟链环境下的跨国电力交易的智能合约，基于跨境交易指数及智能合约构建跨国电力交易模型，并根据跨国电力交易模型计算市场出清结果；将出清结果打包至区块中，并广播给网络中所有peer节点，peer节点收到信息后对区块中的每笔交易进行验证，将通过检查的交易引起的状态变化记录到账本中，并向交易主体的客户端返回交易结果。整个交易过程通过联盟链实现，保证了交易的安全性，同时也降低了交易的管理成本。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于联盟链的跨国电力交易方法。
背景技术
随着社会用能需求的不断增大，近年来推动能源互补、优化资源配置、加大清洁能源使用比例已受到各国的广泛关注，电能跨越国境从富余、低价地区流向经济发达、需求紧缺的地区符合经济发展的一般规律，清洁能源的发展和能源供需不平衡的现象也加剧了这种趋势，就东亚地区而言，能源供需不平衡使得各国在电力供需上具有一定的互补性，如作为能源消费大国的日本和韩国电力供应能力弱，对外依存度较高；蒙古国电力基础薄弱，消费市场有限，但却富含丰富的煤炭、风能及太阳能；中国是能源消费大国，总体而言能源供应对外依存度一直在提高，由此可见，跨国能源整合能够解决一些国家的供需问题，平衡区域能源结构，开展能源合作已成为各国进行能源互补的必由之路，通过跨国电力交易，建设互联电网，能够使得能源供需更加平衡，提高能源利用率。
跨国电力市场能够支持实际的电能生产和消费主体参与交易，并为他们提供规范、系统化的交易机制，但建立一个跨国电力市场是复杂的系统问题，面临诸多挑战：
1)不同于国内跨省电力交易有上级交易和调度机构支撑，跨国电力交易缺少有强制约束力的管理机构，给市场成员的准入及管理带来不便；
2)各国的政策、经济金融环境、文化氛围等的不一致导致了在跨国电力交易中交易主体之间可能存在互不信任的问题，给电网连通和跨国电力交易带来障碍；
3)随着市场的扩大，不断增多的交易数量、规模及信息数据等会带来繁重的工作量，使交易效率下降。
因此，需要提出一种新的跨国电力交易方法，优化交易机制，提高交易效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于联盟链的跨国电力交易方法，优化交易机制，保证交易的安全性，同时降低交易的管理成本，提高交易效率。
为了达到上述目的，本发明提供一种基于联盟链的跨国电力交易方法，包括：
配置联盟链网络，对接入所述联盟链的交易主体进行准入校验，并通过所述联盟链网络接收交易主体提交的报价信息和报量信息；
基于各国的地理位置、政治联盟关系和电力贸易量计算跨境交易指数；
应用Go语言编写联盟链环境下的跨国电力交易的智能合约，基于所述跨境交易指数及所述智能合约构建跨国电力交易模型，并根据所述跨国电力交易模型计算市场出清结果；
将出清结果打包至区块中，并广播给网络中所有peer节点，所述peer节点收到信息后对所述区块中的每笔交易进行验证，将通过检查的交易引起的状态变化记录到账本中，并向交易主体的客户端返回交易结果。
可选的，所述跨境交易指数与交易主体之间的电力贸易指标、政治因素指标及地理位置指标相关，所述跨境交易指数Ri,j的计算公式如下：
Ri,j＝(100-EPi,j)×(100-REi,j)×GPi,j/104
其中，EPi,j、REi,j、GPi,j分别为标准化处理之后的电力贸易指标、政治因素指标及地理位置指标。
可选的，所述电力贸易指标通过交易主体之间的历史交易电量进行衡量，所述政治因素指标通过交易主体之间的政治体制、政府稳定性、监管质量以及法制建设方面进行综合考虑，所述地理位置指标通过两国之间的首都距离进行计算。
可选的，所述标准化处理遵循逻辑性、客观性和最后分数有区分度原则，处理公式如下：
其中，A为标准化处理之后的电力贸易指标、政治因素指标或地理位置指标，x为对应的电力贸易指标、政治因素指标或地理位置指标的样本数据，xmax为所述样本数据的最大值，xmin为所述样本数据的最小值。
可选的，根据所述跨境交易指数计算进行跨国电力交易时的输电成本：
Di,j＝qi,j×Ri,j
其中，qi,j为购电方电力用户i与售电方发电厂j之间的传输电量；Ri,j、Di,j分别为购电方电力用户i所在国家与发电商j所在国家间的跨境交易指数与输电成本。
可选的，所述交易主体通过发布交易智能合约发送订单信息，并基于所述交易主体之间的跨境交易指数撮合出清，为考虑所述跨境交易指数后的社会福利最大化，集中式优化所述跨国电力交易模型的目标函数，约束条件考虑跨国联络线潮流越限约束、电力用户需求量约束以及发电商出力越限约束，得到所述目标函数如下：
Ci(qi,j)＝ki·qi,j
Ej(qi,j)＝bj·qi,j
其中，Ci(qi,j)为购电方i的购电成本函数，ki为购电方i购买单位电量的报价，qi,j为购电方i向售电方j购买的电量，Ej(qi,j)为售电方j的收益函数，bj为售电方出售单位电量的报价，m为售电方的数目，n为购电方的数目，bi,max为购电方i最大购买电量，sj,max为售电方j最大售电量，qi,j,max为跨国输电线功率上限约束。
可选的，应用Go语言编写联盟链环境下的跨国电力交易的智能合约的步骤具体包括：
设计所述智能合约的功能；
交易主体注册智能合约：提供接口以供交易主体写入注册信息，包括ID、市场角色、法人代表、所在国家、银行账户、联系方式，各国的电力用户或发电厂通过所述智能合约发起注册请求；
发布交易智能合约：在发布交易阶段，各国的电力用户/发电厂通过数据接口提交电力购买/出售请求，并提交交易主体的ID、买卖类型、发布时间、申报电价、申报电量及当前交易ID的信息；
撮合出清智能合约：根据预先设计好的出清规则，由撮合智能合约确定出清队列，通过数据接口导出出清结果；
合同创建智能合约：与撮合出清智能合约进行交互，根据交易主体ID、出清结果及合同交割时间签订合同，合同信息包括买方ID、卖方ID、成交电价及成交电量；
交易结算智能合约：合同交割时间到来之后，智能电表上传发电厂和电力用户的发用电量，根据合同签订内容进行结算。
可选的，参与跨国电力交易的国家均设有CA节点、Peer节点和Orderer节点，各国的Orderer节点组成Raft集群，提供基于Raft的排序服务，跨国电力交易的上链流程为：
各国交易主体通过本地客户端向各国的Peer节点发起交易请求；
所述Peer节点对交易进行背书，并将背书结果发给用户的客户端；
用户客户端汇总各个Peer节点发来的背书结果，发给Orderer节点；
所述Orderer节点将接收到的交易信息打包成区块并广播给所有Peer节点，所述peer节点收到信息后对所述区块中的每笔交易进行验证，将通过检查的交易引起的状态变化记录到账本中，并向交易国的客户端返回交易结果。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的跨国电力交易方法基于联盟链实现，设计了相关的智能合约以及支持该智能合约实现的联盟链网络结构，并采用Go语言编写了交易过程所需的智能合约；
2、本发明提供的跨国电力交易方法考虑了在进行跨国电力交易时交易主体之间的地理位置、政治联盟关系和电力贸易量等差异，设计了计算跨境交易指数来反映跨国电力交易成本，并基于所述跨境交易指数及所述智能合约构建跨国电力交易模型，保证交易主体进行交易时交易量的合理分配；
3、本发明提供的跨国电力交易方法借助联盟链技术所特有的成员管理服务、可插拔的共识算法、智能合约执行无gas消耗等优势，将其应用于跨国电力交易中，可以使交易更加灵活，能够避免恶意节点的攻击，保证交易的安全性，同时也降低了交易的管理成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明提供的基于联盟链的跨国电力交易方法的步骤图；
图2是本发明提供的基于联盟链的跨国电力交易方法的流程图；
图3是本发明提供的用于实现跨国电力交易的设备的示意图；
图4是本发明提供的国家间地理位置分布及电力通道的示意图；
图5是本发明提供的基于联盟链的跨国电力交易框架及智能合约部署位置的示意图；
图6是本发明提供的电力用户的跨国电力交易量的占比图；
图7是本发明提供的考虑跨境交易指数与不考虑跨境交易指数时交易电量与交易成本的对比图；
其中，附图标记为：
10-设备；20-系统存储器；21-RAM；22-高速缓存存储器；23-存储系统；30-显示器；40-总线；50-程序模块；60-外部设备；70-接口；80-网络适配器；90-处理单元。
具体实施方式
正如背景技术所述，跨国电力市场能够支持实际的电能生产和消费主体参与交易，并为他们提供规范、系统化的交易机制，但建立一个跨国电力市场是复杂的系统问题，面临诸多挑战。
而随着联盟链技术的出现，可以帮助解决跨国电力交易目前面临的这些问题，联盟链中的成员管理服务可以对加入到交易中的市场主体进行身份验证，颁发数字证书，避免恶意节点的攻击；分布式账本技术基于一定的共识规则，采用多方决策、共同维护的方式进行数据的存储、复制等操作，可以提升数据的可信度；联盟链中的智能合约又称为链码，可以确保协议的执行过程不受人工干扰，当合约的执行条件达到时，合约自动执行，提高交易效率，针对这种情况，现提出基于联盟链的跨国电力交易方法。
因此，本发明旨在提供一种基于联盟链的跨国电力交易方法，基于联盟链实现，设计了相关的智能合约以及支持该智能合约实现的联盟链网络结构，并采用Go语言编写了交易过程所需的智能合约。通过借助联盟链技术所特有的成员管理服务、可插拔的共识算法、智能合约执行无gas消耗等优势，将其应用于跨国电力交易中，可以使交易更加灵活，能够避免恶意节点的攻击，保证交易的安全性，同时也降低了交易的管理成本。此外，本发明提供的跨国电力交易方法还考虑了在进行跨国电力交易时交易主体之间的地理位置、政治联盟关系和电力贸易量等差异，设计了计算跨境交易指数来反映跨国电力交易成本，并基于所述跨境交易指数及所述智能合约构建跨国电力交易模型，保证交易主体进行交易时交易量的合理分配。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，基于联盟链的跨国电力交易方法，包括：
步骤S1：配置联盟链网络，对接入所述联盟链的交易主体进行准入校验，并通过所述联盟链网络接收交易主体提交的报价信息和报量信息；
步骤S2：基于各国的地理位置、政治联盟关系和电力贸易量计算跨境交易指数；
步骤S3：应用Go语言编写联盟链环境下的跨国电力交易的智能合约，基于所述跨境交易指数及所述智能合约构建跨国电力交易模型，并根据所述跨国电力交易模型计算市场出清结果；
步骤S4：将出清结果打包至区块中，并广播给网络中所有peer节点，所述peer节点收到信息后对所述区块中的每笔交易进行验证，将通过检查的交易引起的状态变化记录到账本中，并向交易主体的客户端返回交易结果。
首先，执行步骤S1，配置联盟链网络，对接入所述联盟链的交易主体进行准入校验，并通过所述联盟链网络接收交易主体提交的报价信息和报量信息。
本实施例中，参与跨国电力交易的国家均设有CA节点、Peer节点和Orderer节点，各国的Orderer节点组成Raft集群，提供基于Raft的排序服务，跨国电力交易的上链流程为：
各国交易主体通过本地客户端向各国的Peer节点发起交易请求；
所述Peer节点对交易进行背书，并将背书结果发给用户的客户端；
用户客户端汇总各个Peer节点发来的背书结果，发给Orderer节点；
所述Orderer节点将接收到的交易信息打包成区块并广播给所有Peer节点，所述peer节点收到信息后对所述区块中的每笔交易进行验证，将通过检查的交易引起的状态变化记录到账本中，并向交易国的客户端返回交易结果。通过借助联盟链技术所特有的成员管理服务、可插拔的共识算法、智能合约执行无gas消耗等优势，将其应用于跨国电力交易中，可以使交易更加灵活，能够避免恶意节点的攻击，保证交易的安全性，同时也降低了交易的管理成本。
然后执行步骤S2，基于各国的地理位置、政治联盟关系和电力贸易量计算跨境交易指数。本实施例中，所述跨境交易指数与交易主体之间的电力贸易指标、政治因素指标及地理位置指标相关，所述跨境交易指数Ri,j的计算公式如下：
Ri,j＝(100-EPi,j)×(100-REi,j)×GPi,j/104
其中，EPi,j、REi,j、GPi,j分别为标准化处理之后的电力贸易指标、政治因素指标及地理位置指标。
本实施例中，所述电力贸易指标通过交易主体之间的历史交易电量进行衡量，所述政治因素指标通过交易主体之间的政治体制、政府稳定性、监管质量以及法制建设方面进行综合考虑，所述地理位置指标通过两国之间的首都距离进行计算。
本实施例中，所述标准化处理遵循逻辑性、客观性和最后分数有区分度原则，处理公式如下：
其中，A为标准化处理之后的电力贸易指标、政治因素指标或地理位置指标，x为对应的电力贸易指标、政治因素指标或地理位置指标的样本数据，xmax为所述样本数据的最大值，xmin为所述样本数据的最小值。例如，需要对电力贸易指标进行标准化处理时，通过带入电力贸易指标的样本数据，以及电力贸易指标的样本数据的最大值及最小值进行计算，从而得到标准化处理后的电力贸易指标。
接着执行步骤S3，应用Go语言编写联盟链环境下的跨国电力交易的智能合约，基于所述跨境交易指数及所述智能合约构建跨国电力交易模型，并根据所述跨国电力交易模型计算市场出清结果。
本实施例中，所述交易主体通过发布交易智能合约发送订单信息，并基于所述交易主体之间的跨境交易指数撮合出清，为考虑所述跨境交易指数后的社会福利最大化，集中式优化所述跨国电力交易模型的目标函数，约束条件考虑跨国联络线潮流越限约束、电力用户需求量约束以及发电商出力越限约束，得到所述目标函数如下：
Ci(qi,j)＝ki·qi,j
Ej(qi,j)＝bj·qi,j
其中，Ci(qi,j)为购电方i的购电成本函数，ki为购电方i购买单位电量的报价，qi,j为购电方i向售电方j购买的电量，Ej(qi,j)为售电方j的收益函数，bj为售电方出售单位电量的报价，m为售电方的数目，n为购电方的数目，bi,max为购电方i最大购买电量，sj,max为售电方j最大售电量，qi,j,max为跨国输电线功率上限约束。
本实施例中，应用Go语言编写联盟链环境下的跨国电力交易的智能合约的步骤具体包括：
设计所述智能合约的功能；
交易主体注册智能合约：提供接口以供交易主体写入注册信息，包括ID、市场角色、法人代表、所在国家、银行账户、联系方式，各国的电力用户或发电厂通过所述智能合约发起注册请求；
发布交易智能合约：在发布交易阶段，各国的电力用户/发电厂通过数据接口提交电力购买/出售请求，并提交交易主体的ID、买卖类型、发布时间、申报电价、申报电量及当前交易ID的信息；
撮合出清智能合约：根据预先设计好的出清规则，由撮合智能合约确定出清队列，通过数据接口导出出清结果；
合同创建智能合约：与撮合出清智能合约进行交互，根据交易主体ID、出清结果及合同交割时间签订合同，合同信息包括买方ID、卖方ID、成交电价及成交电量；
交易结算智能合约：合同交割时间到来之后，智能电表上传发电厂和电力用户的发用电量，根据合同签订内容进行结算。
图3是本发明提供的用于实现跨国电力交易的设备的示意图，应当理解的是，图3中显示的设备10仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
基于此，本发明实施例提供了一种基于联盟链的跨国电力交易装置的示意图，本实施例可适用对观测跨国电力交易中各市场主体成交量计算的情况，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，该装置可以配置于终端设备中，该撮合出清计算装置包括：被测跨国电力交易参数获取模块和撮合出清结果输出模块。
其中，被测配跨国电力交易参数获取模块，用于获取跨国电力交易的被测状态参数，其中，被测节点参数包括在观测状态下该跨国电力交易中各市场主体的出力水平及负荷水平；
撮合出清结果输出模块，用于将被测状态参数输入到撮合出清计算模型中，得到输出的被测跨国电力交易中各市场主体的交易电量。
本发明实施例所提供的跨国电力交易出清的计算装置可以用于执行本发明实施例所提供的撮合出清的计算方法，具备执行方法相应的功能和有益效果。
值得注意的是，上述撮合出清计算装置的实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
图3是本发明提供的用于实现跨国电力交易的设备的示意图，本发明实施例为本发明上述实施例的撮合出清计算方法的实现提供服务，可配置上述实施例中的撮合出清计算装置。如图3所示，设备10以通用计算设备的形式表现。设备10的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元90，系统存储器20，连接不同系统组件(包括系统存储器20和处理单元90)的总线40。
总线40表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
设备10典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备10访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器20可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)21和/或高速缓存存储器22。设备10可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统23可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线40相连。系统存储器20可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块50的程序/实用工具，可以存储在例如系统存储器20中，这样的程序模块50包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块50通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
设备10也可以与一个或多个外部设备60(例如键盘、指向设备、显示器30等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备10交互的设备通信，和/或与使得该设备10能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口70进行。并且，设备10还可以通过网络适配器80与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图3所示，网络适配器80通过总线40与设备10的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备10使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元90通过运行存储在系统存储器20中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的撮合出清计算方法。
通过上述设备，解决了跨国电力交易计算效率低的问题，为跨国电力交易实时的态势的感知、资源的规划提供更高效的计算工具，以使得最大化资源的利用效率与收益。
本发明实施例还提供了存储介质，为包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种撮合出清的计算方法，该方法包括：
获取被观测配电网的被测状态参数，其中，被测状态参数包括各节点的分布式电源接入及负荷。
将被测状态参数输入实时训练完成的撮合出清计算模型中，得到各交易主体的成交电量。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的撮合出清的计算方法中的相关操作。
在一具体实施例中，如图4所示，场景设置了5个国家A、B、C、D、E等5个国家地理位置缩略图、国家间首都距离、电力传输通道情况，这5个国家间的跨境交易指数及标准化之后的各指标量如表1所示，针对场景设置的5个国家，每个国家均设有CA节点，Peer节点和Orderer节点，各国的Orderer节点组成Raft集群，提供基于Raft的排序服务。
表1国家间跨境交易指数及标准化之后的各指标量
各国内部的市场成员申请获得准入后，通过客户端向本国的Peer节点提交订单信息。购电方市场成员的订单信息及所属国家如表2所示，售电方市场成员的订单信息及所属国家如表3所示，A国的市场成员A1、A2、A3将订单信息发送给本国Peer节点的过程在联盟链中的实现如图5所示。
表2购电方报价表
表3售电方报价表
发布交易阶段结束后，Peer节点执行撮合出清智能合约，确定出清队列，市场主体可以通过客户端查询出清结果，最终的出清结果如表4所示，A国的Peer节点将撮合出清结果广播给市场主体A1。在综合考虑电力贸易指标、政治因素指标、地理位置等影响因素之后，跨国电力交易可以使得最终的出清结果更加合理，如图6所示，结合表1可知，A国与D国的跨境交易指数低，即两国之间的历史交易电量相对较高，互联线路等基础建设比较完善，政治关系相对稳定，基于这些原因，使得两国更有利于进行跨国电力交易，A国与C国不稳定的政治关系可能导致传输线路交易中断，增加了跨国电力交易成本，在最终的出清结果中，A国的电力用户A1与D国的发电厂之间的交易电量较多，与C国的发电厂之间的交易电量最少，同时，B国与C国跨境交易指数较低，适合进行电力贸易，B国的电力用户B1与C国的发电厂之间的交易电量占B1总交易电量的69％。相比之下，B国与E国之间过高的跨境交易指数阻碍了两国市场主体之间的电力贸易量，因此与E国发电厂之间签署的交易电量仅占B1总交易量的7％。
表4撮合出清结果
在相同的参数设置下，将这5个国家之间的跨境交易指数均设置为0，交易结果如图7上半部分所示。在不考虑交易指数时，各电力用户与其他国家的交易电量相差较小，即忽略了国家间地理位置与政治制度差异之后的交易方式会导致互联线路等基础建设比较完善的国家之间分配不到合理的交易电量，造成资源的浪费。而在政治关系不稳定的国家之间分配较多的交易电量，会增大因政治风险造成的传输线路交易中断所带来的损失，影响整个区域电网的稳定性。图7下半部分展示了考虑跨境交易指数与不考虑跨境交易指数时各电力用户进行跨国电力交易的交易成本，通过比较可知，在不考虑跨境交易指数时，会导致不适宜进行跨国电力交易的市场主体之间分配较多的交易电量，电力用户由此支付了更多的交易成本。所以，在不考虑跨境交易指数时，无法达到交易结果的优化。
综上，本发明公开了一种基于联盟链的跨国电力交易方法，基于联盟链实现，设计了相关的智能合约以及支持该智能合约实现的联盟链网络结构，并采用Go语言编写了交易过程所需的智能合约。通过借助联盟链技术所特有的成员管理服务、可插拔的共识算法、智能合约执行无gas消耗等优势，将其应用于跨国电力交易中，可以使交易更加灵活，能够避免恶意节点的攻击，保证交易的安全性，同时也降低了交易的管理成本。此外，本发明提供的跨国电力交易方法还考虑了在进行跨国电力交易时交易主体之间的地理位置、政治联盟关系和电力贸易量等差异，设计了计算跨境交易指数来反映跨国电力交易成本，并基于所述跨境交易指数及所述智能合约构建跨国电力交易模型，保证交易主体进行交易时交易量的合理分配。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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。
Claims (8)
1.一种基于联盟链的跨国电力交易方法，其特征在于，包括：
配置联盟链网络，对接入所述联盟链的交易主体进行准入校验，并通过所述联盟链网络接收交易主体提交的报价信息和报量信息；
基于各国的地理位置、政治联盟关系和电力贸易量计算跨境交易指数；
应用Go语言编写联盟链环境下的跨国电力交易的智能合约，基于所述跨境交易指数及所述智能合约构建跨国电力交易模型，并根据所述跨国电力交易模型计算市场出清结果；
将出清结果打包至区块中，并广播给网络中所有peer节点，所述peer节点收到信息后对所述区块中的每笔交易进行验证，将通过检查的交易引起的状态变化记录到账本中，并向交易主体的客户端返回交易结果。
2.如权利要求1所述的基于联盟链的跨国电力交易方法，其特征在于，所述跨境交易指数与交易主体之间的电力贸易指标、政治因素指标及地理位置指标相关，所述跨境交易指数Ri，j的计算公式如下：
Ri，j＝(100-EPi，j)×(100-REi，j)×GPi，j/104
其中，EPi，j、REi，j、GPi，j分别为标准化处理之后的电力贸易指标、政治因素指标及地理位置指标。
3.如权利要求2所述的基于联盟链的跨国电力交易方法，其特征在于，所述电力贸易指标通过交易主体之间的历史交易电量进行衡量，所述政治因素指标通过交易主体之间的政治体制、政府稳定性、监管质量以及法制建设方面进行综合考虑，所述地理位置指标通过两国之间的首都距离进行计算。
4.如权利要求2所述的基于联盟链的跨国电力交易方法，其特征在于，所述标准化处理遵循逻辑性、客观性和最后分数有区分度原则，处理公式如下：
其中，A为标准化处理之后的电力贸易指标、政治因素指标或地理位置指标，x为对应的电力贸易指标、政治因素指标或地理位置指标的样本数据，xmax为所述样本数据的最大值，xmin为所述样本数据的最小值。
5.如权利要求2所述的基于联盟链的跨国电力交易方法，其特征在于，根据所述跨境交易指数计算进行跨国电力交易时的输电成本：
Di，j＝qi，j×Ri，j
其中，qi，j为购电方电力用户i与售电方发电厂j之间的传输电量；Ri，j、Di，j分别为购电方电力用户i所在国家与发电商j所在国家间的跨境交易指数与输电成本。
6.如专利要求2所述的基于联盟链的跨国电力交易方法，其特征在于，所述交易主体通过发布交易智能合约发送订单信息，并基于所述交易主体之间的跨境交易指数撮合出清，为考虑所述跨境交易指数后的社会福利最大化，集中式优化所述跨国电力交易模型的目标函数，约束条件考虑跨国联络线潮流越限约束、电力用户需求量约束以及发电商出力越限约束，得到所述目标函数如下：
Ci(qi，j)＝ki·qi，j
Ej(qi，j)＝bj·qi，j
其中，Ci(qi，j)为购电方i的购电成本函数，ki为购电方i购买单位电量的报价，qi，j为购电方i向售电方j购买的电量，Ej(qi，j)为售电方j的收益函数，bj为售电方出售单位电量的报价，m为售电方的数目，n为购电方的数目，bi，max为购电方i最大购买电量，sj，max为售电方j最大售电量，qi，j，max为跨国输电线功率上限约束。
7.如专利要求1所述的基于联盟链的跨国电力交易方法，其特征在于，应用Go语言编写联盟链环境下的跨国电力交易的智能合约的步骤具体包括：
设计所述智能合约的功能；
交易主体注册智能合约：提供接口以供交易主体写入注册信息，包括ID、市场角色、法人代表、所在国家、银行账户、联系方式，各国的电力用户或发电厂通过所述智能合约发起注册请求；
发布交易智能合约：在发布交易阶段，各国的电力用户/发电厂通过数据接口提交电力购买/出售请求，并提交交易主体的ID、买卖类型、发布时间、申报电价、申报电量及当前交易ID的信息；
撮合出清智能合约：根据预先设计好的出清规则，由撮合智能合约确定出清队列，通过数据接口导出出清结果；
合同创建智能合约：与撮合出清智能合约进行交互，根据交易主体ID、出清结果及合同交割时间签订合同，合同信息包括买方ID、卖方ID、成交电价及成交电量；
交易结算智能合约：合同交割时间到来之后，智能电表上传发电厂和电力用户的发用电量，根据合同签订内容进行结算。
8.如专利要求1所述的基于联盟链的跨国电力交易方法，参与跨国电力交易的国家均设有CA节点、Peer节点和Orderer节点，各国的Orderer节点组成Raft集群，提供基于Raft的排序服务，其特征在于，跨国电力交易的上链流程为：
各国交易主体通过本地客户端向各国的Peer节点发起交易请求；
所述Peer节点对交易进行背书，并将背书结果发给用户的客户端；
用户客户端汇总各个Peer节点发来的背书结果，发给Orderer节点；
所述Orderer节点将接收到的交易信息打包成区块并广播给所有Peer节点，所述peer节点收到信息后对所述区块中的每笔交易进行验证，将通过检查的交易引起的状态变化记录到账本中，并向交易国的客户端返回交易结果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011302343.5A CN114519640A (zh) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | 基于联盟链的跨国电力交易方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011302343.5A CN114519640A (zh) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | 基于联盟链的跨国电力交易方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114519640A true CN114519640A (zh) | 2022-05-20 |
Family
ID=81595344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011302343.5A Pending CN114519640A (zh) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | 基于联盟链的跨国电力交易方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114519640A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115456541A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-09 | 浙大城市学院 | 一种用于跨境贸易的供应链管理方法及系统 |
| CN115688459A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-02-03 | 国家电网有限公司华东分部 | 跨区域省间现货交易优化方法、装置及电子设备 |
| CN116911851A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-10-20 | 石河子大学 | 一种基于联盟链的棉花交易隐私保护方法及系统 |
-
2020
- 2020-11-19 CN CN202011302343.5A patent/CN114519640A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115456541A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-09 | 浙大城市学院 | 一种用于跨境贸易的供应链管理方法及系统 |
| CN115456541B (zh) * | 2022-09-23 | 2023-07-21 | 浙大城市学院 | 一种用于跨境贸易的供应链管理方法及系统 |
| CN115688459A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-02-03 | 国家电网有限公司华东分部 | 跨区域省间现货交易优化方法、装置及电子设备 |
| CN115688459B (zh) * | 2022-11-10 | 2024-02-13 | 国家电网有限公司华东分部 | 跨区域省间现货交易优化方法、装置及电子设备 |
| CN116911851A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-10-20 | 石河子大学 | 一种基于联盟链的棉花交易隐私保护方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mengelkamp et al. | A blockchain-based smart grid: towards sustainable local energy markets | |
| US9134353B2 (en) | Comfort-driven optimization of electric grid utilization | |
| Livingston et al. | Applying blockchain technology to electric power systems | |
| US7343341B2 (en) | Systems and methods for trading emission reductions | |
| US20030074244A1 (en) | Distributed energy technology assurance | |
| CN114519640A (zh) | 基于联盟链的跨国电力交易方法 | |
| US20100217642A1 (en) | System and method for single-action energy resource scheduling and participation in energy-related securities | |
| US20100218108A1 (en) | System and method for trading complex energy securities | |
| CN111178682A (zh) | 一种基于区块链技术的需求响应管理平台的控制方法 | |
| CN112053152B (zh) | 一种基于绿色权益共识机制的分布式能源并网认证与交易方法 | |
| US20100217550A1 (en) | System and method for electric grid utilization and optimization | |
| US20060184445A1 (en) | Systems and methods for trading emission reductions | |
| US20100332373A1 (en) | System and method for participation in energy-related markets | |
| KR102462089B1 (ko) | 재생에너지 수익의 주민 배당 시스템 | |
| Ardani et al. | Non-Hardware (" Soft") Cost-Reduction Roadmap for Residential and Small Commercial Solar Photovoltaics, 2013-2020 | |
| Faizan et al. | Decentralized bottom-up energy trading using Ethereum as a platform | |
| US20160104138A1 (en) | Direct provision of photovoltaic instruments associated with aggregated photovoltaic installations | |
| Heeter et al. | Status and trends in the US voluntary green power market (2013 data) | |
| Demir et al. | Utility blockchain for transparent disaster recovery | |
| Stekli et al. | Potential impacts of blockchain based equity crowdfunding on the economic feasibility of offshore wind energy investments | |
| Boumaiza et al. | Local energy marketplace agents-based analysis | |
| CN116228340A (zh) | 一种基于区块链的能源交易方法、计算设备及存储介质 | |
| Ali et al. | Integrating Forecasting Service and Gen2 Blockchain into a Local Energy Trading Platform to Promote Sustainability Goals | |
| CN114565320A (zh) | 基于区块链的微电网电力调配方法 | |
| Nieto-Martin et al. | Community energy retail tariffs in Singapore: Opportunities for peer-to-peer and time-of-use versus vertically integrated tariffs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |