CN115150135A - 一种适用于分布式电力交易的区块链共识方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的适用于分布式电力交易的区块链共识方法和装置，可以对参与交易的区块链节点所归属的子区块链网络进行识别，其中参与交易的区块链节点至少包括两个区块链节点。在参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中时，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果后基于第一验证结果对子区块链网络的参与共识的区块链节点进行评价。若参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，在所有参与交易的子区块链网络中选取出全局共识组节点，基于全局共识组节点中的参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果后进行验证。避免了共识节点数目增多共识效率降低的问题。

Description

一种适用于分布式电力交易的区块链共识方法和装置

技术领域

本发明涉及电力交易技术领域，具体涉及一种适用于分布式电力交易的区块链共识方法和装置。

背景技术

分布式微电网电力交易场景，参与交易的用户容量规模小，没有直接参与电网交易的能力。若采用现有的点对点(P2P)交易模式，交易双方直接进行交易，在现有的共识机制下，在微电网内部、外部的频繁交易时会增加节点达成共识的时长，影响共识效率。因此如何提升分布式电网交易的共识效率和性能，已经成为亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的共识效率低、速度慢的问题，本发明提供了一种适用于分布式电力交易的区块链共识方法和装置，其具有共识速度更快、效率更高等特点

根据本发明具体实施方式提供的一种适用于分布式电力交易的区块链共识方法，包括：

对参与交易的区块链节点所归属的子区块链网络进行识别，所述参与交易的区块链节点至少包括两个区块链节点，所述子区块链网络基于电网子区域中的电网节点构建而成，所述电网子区域由对目标电网的电网线路图划分得到；

若所述参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果；

在所述子区块链网络的未参与共识的区块链节点中对所述第一共识结果进行验证，并基于第一验证结果对所述子区块链网络的参与共识的区块链节点进行评价；

若所述参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，则基于网络间共识机制，在所有参与交易的子区块链网络中选取出全局共识组节点，基于所述全局共识组节点中的参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果；

在所述所有参与交易的子区块链网络的未参与共识的区块链节点中，对所述第二共识结果进行验证，并基于得到的第二验证结果对所述共识节点进行评价。

进一步地，所述若所述参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果，包括：

对所述子区块链网络中的所有区块链节点进行初始化，得到各区块链节点的信誉值；

基于所述信誉值和所述信誉值的附加值，从未参与交易的区块链节点中确定所述子区块链网络中的区域共识组节点；

将进行私钥签名后的交易记录广播至所述区域共识组节点，所述私钥为所述子区块链网络中发起交易的区块链节点的私钥；

所述共识组节点基于预设共识算法对私钥签名后的交易记录进行共识验证，并生成所述第一共识结果。

进一步地，所述在所述子区块链网络的未参与共识的区块链节点中对所述第一共识结果进行验证，并基于第一验证结果对所述子区块链网络的参与共识的区块链节点进行评价，包括：

将所述第一共识结果广播至所述区块链网络中除所述区域共识组节点外的区块链节点中，以使除所述区域共识组节点外的区块链节点对所述第一共识结果进行验证，并基于所述第一验证结果对所述区域共识组节点的信誉值进行调整。

进一步地，所述若所述参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，则基于网络间共识机制，在所有参与交易的子区块链网络中选取出全局共识组节点，基于所述全局共识组节点中参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果，包括：

基于所有参与交易的子区块链网络中所有未参与交易的区块链节点的信誉值和所述信誉值的附加值，从未参与交易的区块链节点中确定全局共识组节点；

基于所述共识组节点中参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果；

将所述第二共识结果拆分为不同的共识信息，并存储至不同的区块链节点中。

进一步地，在所述所有参与交易的子区块链网络的未参与共识的区块链节点中，对所述第二共识结果进行验证，并基于得到的第二验证结果对所述共识节点进行评价，包括：

在当前全局共识周期内对上一共识周期中子区块链网络的所有共识信息进行共识，对得到的不正确的共识结果纠正后在所述全局共识组节点中进行共识验证，并基于得到的第二验证结果对参与共识的区块链节点进行评价。

进一步地，所述子区块链网络的构建包括：

基于所述目标电网的电网线路图中电流走向，对所述电网线路图进行划分得到子图，将每个子图作为一个电网子区域；

将每个电网子区域中的电网节点作为一个区块链节点构建所述子区块链网络。

进一步地，所述子区块链网络的构建还包括：

基于监管节点为每个子区块链网络的区块链节点创建创世区块，以使各区块链节点基于所述创世区块的协议创建区块。

进一步地，所述基于所述信誉值和所述信誉值的附加值，从未参与交易的区块链节点中确定所述子区块链网络中的区域共识组节点，包括：

按由大到小的顺序对每个区块链节点的信誉值和所述附加值相加后的和值进行排序，取排名前第一预设值的未参与交易的区块链节点作为所述区域共识组节点。

进一步地，基于所有参与交易的子区块链网络的所有区块链节点的信誉值和所述信誉值的附加值，从未参与交易的所有区块链节点中确定全局共识组节点，包括：

在所有参与交易的子区块链网络中，分别选取预设个数的区块链节点作为所述全局共识组节点；

在所述全局共识组节点中，按由大到小的顺序对每个区块链节点的信誉值和所述附加值相加后的和值进行排序，取排名前第二预设值的未参与交易的区块链节点作为所述全局共识组节点中参与全局共识的共识节点。

根据本发明具体实施方式提供的一种适用于分布式电力交易的区块链共识装置，包括：

交易识别模块，用于对参与交易的区块链节点所归属的子区块链网络进行识别，所述参与交易的区块链节点至少包括两个区块链节点，所述子区块链网络基于电网子区域中的电网节点构建而成，所述电网子区域由对目标电网的电网线路图划分得到；

区域内共识模块，用于若所述参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果；

第一验证模块，用于在所述子区块链网络的未参与共识的区块链节点中对所述第一共识结果进行验证，并基于第一验证结果对所述子区块链网络的参与共识的区块链节点进行评价；

全局共识模块，用于若所述参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，则基于网络间共识机制，在所有参与交易的子区块链网络中选取出共全局识组节点，基于所述全局共识组节点中参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果；以及

第二验证模块，用于在所述所有参与交易的子区块链网络的未参与共识的区块链节点中，对所述第二共识结果进行验证，并基于得到的第二验证结果对所述共识节点进行评价。

本发明实施例所提供的适用于分布式电力交易的区块链共识方法，可以对参与交易的区块链节点所归属的子区块链网络进行识别，其中参与交易的区块链节点至少包括两个区块链节点，子区块链网络基于电网子区域中的电网节点构建而成，电网子区域由对目标电网的电网线路图划分得到。在参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中时，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果。在子区块链网络的未参与共识的区块链节点中对第一共识结果进行验证，并基于第一验证结果对子区块链网络的参与共识的区块链节点进行评价。若参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，则基于网络间共识机制，在所有参与交易的子区块链网络中选取出全局共识组节点，基于全局共识组节点中的参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果。在所有参与交易的子区块链网络的未参与共识的区块链节点中，对第二共识结果进行验证，并基于得到的第二验证结果对共识节点进行评价。该方法能够根据交易参与方所在电网子区域的不同，分别采用不同的共识机制进行共识，避免了采用一般传统共识算法时共识节点数目增多导致的共识效率降低的问题。并且多组共识组节点并发参与共识，降低了共识节点被攻击的可能性，从而增强了交易共识的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例提供的适用于分布式电力交易的区块链共识方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例提供的区域共识机制的流程图；

图3是根据一示例性实施例提供的全局共识机制的流程图；

图4是根据一示例性实施例提供的适用于分布式电力交易的区块链共识装置的结构图。

具体实施方式

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，本发明的实施例提供了一种适用于分布式电力交易的区块链共识方法，该方法可以包括以下步骤：

101、对参与交易的区块链节点所归属的子区块链网络进行识别，参与交易的区块链节点至少包括两个区块链节点，子区块链网络基于电网子区域中的电网节点构建而成，电网子区域由对目标电网的电网线路图划分得到。

子区块链是基于电网微网分布式电力交易的特点，通过根据电网线路图电流走向图分割出子图，其中根据区块链共识机制的基本要求，每个子图至少有3个节点。该过程可通过采用人工神经网络、支持向量机等算法进行子图的划分，本发明在此不再赘述。并在分类后可通过人工进行子图的审查和确认。然后在根据每个子图中所包含的电厂、家庭用户、企业用户、运营方等节点，建立相对应的区块链节点，构成子区块链网络，在子区块链网络内所有区块链节点通过TCP/IP协议握手并两两建立点对点通信网络。电网的监管节点是由电网监管方建立的节点，其独立于各个子区块链网络。监管节点将监管方所创立的创世区块并分发给所有的区块链节点。其中创世区块中包括但不限于下述内容：

区块链网络规模，所有现有区块链网络节点地址。

区块链架构、协议、各节点权限，架构、协议、权限的更新办法。以及智能合约引擎，各节点根据创世区块完善自己的软件架构以适配能源电力区块链交易需求。然后各节点在创世区块协议规定的时刻开始构建第一个区块，并按协议规定的时间间隔开展交易。其中区块链可包括以下内容：

1.区块记录规则及对应参数，包括但不限于：区块链加解密需求及支持的密码种类，区块链支持的全局共识与区域共识，及对应的增加、修改、删除的办法，交易开始时间，区域共识周期、全局共识周期及修改方法，区域代理节点选出的方法及修改方法，作恶的惩罚等。

2.协议升级办法、智能合约引擎升级办法。

3.区块链节点、子网络加入、修改、删除办法。

4.区块链停止服务条件，停止办法。

其中除创世区块外，所有区块链节点都包括但不限于以下内容：

1.区块链网络部分：点对点通信相关的增删改查等。

2.区块链架构部分：架构、协议、权限相关的增删改查等。

3.智能合约部分：智能合约相关的增删改查等。

4.处罚部分：列出作恶节点及相应的处罚。

5.所有子区块链网络下一周期的代理节点。

6.交易部分：记录本周期内所有共识组节点提交的子网络交易。

7.共识部分：记录所有共识组节点对上一区块共识如何进行修改达成的共识。

102、若参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果。

103、在子区块链网络的未参与共识的区块链节点中对第一共识结果进行验证，并基于第一验证结果对子区块链网络的参与共识的区块链节点进行评价。

一般会采用信誉值的形式对各共识组节点的准确性进行评价，在子区块链网络内部的所有节点会读取新区块中的所有交易，并将其中与自己世界状态相关的交易提取出来与自己的世界状态进行对比，如果没有问题则发送给自己的区域代理节点无矛盾确认信息。如果有矛盾的地方，则将有矛盾的交易通知代理节点，由代理节点通知所出现问题的分片的代理节点及监管节点。同时各自进行信誉值列表的更新。正常完成共识的共识组节点的信誉值增加T_up值。未完成共识的共识组节点的信誉值降低T_down值。

104、若参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，则基于网络间共识机制，在所有参与交易的子区块链网络中选取出全局共识组节点，基于全局共识组节点中的参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果。

105、在所有参与交易的子区块链网络的未参与共识的区块链节点中，对第二共识结果进行验证，并基于得到的第二验证结果对共识节点进行评价。

在区块链构建共识的过程中，若参与交易的双方在同一子区块链网络中，则子区块链网络内部构建区域共识，根据子区块链网络内部性质不同可采用PoW，PoS，PBFT或其改进等共识机制。子区块链网络构建区域共识的时间间隔为T_sub。而当发生交易的双方不在同一子区块链网络中时，则需要构建全局共识，其中构建全局共识的时间间隔为T_ttl。区域内部电力交易频繁，根据需要以T_sub为周期达成区域共识，区域共识周期小于全局共识周期，即T_sub<T_ttl。

在由若干个子区块链网络构成的全局区块链网络中，各个子区域的区域共识组节点进行沟通共识，从而达成大网络的能源交易共识。出于性能等多种因素考虑，这里所采用的共识方式为区域共识的达成和全局网络共识的达成采用异步形式进行。即，大范围区块链节点网络中的各微网代理节点，首先对网络中所有节点发布区域共识组节点，在本T_ttl周期内达成的区域共识，并记录其他区域共识组节点发布的其他微网共识记录。然后，在大网络中使用全局共识机制对这些记录进行确认上链。之后所有已上链的区域共识之间的准确性将被验证，并在下一次达成的共识中体现。上一区块中不准确的区域共识记录将被修正。在进行共识结果的验证时，所有区块链节点会读取新生成的区块中的所有交易，并将其中与自己世界状态相关的交易提取出来与自己的世界状态进行对比，如果没有问题则发送给自己的共识组节点无矛盾确认信息。如果有矛盾的地方，则将有矛盾的交易通知共识组节点，由共识组节点通知所出现问题的分片的代理节点及监管节点。随后，由监管节点通过智能合约发起核查，并将核查结果广播通知所有代理节点。如果核查结果需要对之前区块进行修改，则修改结果会通过共识组节点间的全局共识写入新区块的异步共识部分。

如果需要进行修改，则可能会伴随着对某节点或共识组节点的处罚，处罚根据区块链协议中的相关规定裁量，处罚的结果会通过共识组节点进行全局共识后写入新区块中，并随着新区块传播到所有节点并有所有节点共同执行。

该适用于分布式电力交易的区块链共识方法，通过针对不同的交易双方进行分级的共识，避免了固定共识组节点导致的共识组节点过度中心化的问题。避免了采用一般传统共识算法时共识节点数目增多导致的共识效率降低的问题。同时降低了共识节点被攻击的可能性，缓解了固定共识组节点的共识压力。

在本发明的另一具体实施例中，若参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果，可包括以下步骤：

201、对子区块链网络中的所有区块链节点进行初始化，得到各区块链节点的信誉值。

信誉值指的是依据区块链节点参与共识的历史数据得出的诚信度，依据节点背书结果与共识结果是否相同来修改。所有区块链节点的信誉值有相同的初始值(T_init)与上限(T_max)。正常完成一次，该区块链节点能源交易共识背书信誉值增加固定值(T_up)；背书错误一次，信誉值降低一个固定值(T_down)。一般地，T_down>>T_up。信誉值达到上限之后不再增加。

202、基于信誉值和信誉值的附加值，从未参与交易的区块链节点中确定子区块链网络中的区域共识组节点。

按由大到小的顺序对每个区块链节点的信誉值和附加值相加后的和值进行排序，取排名前第一预设值的未参与交易的区块链节点作为所述区域共识组节点。

在子区块链网络内部会临时建立一个有多个节点组成的区域共识组，用于记录与分发共识。当选取共识组节点时，一个信誉值下限(T_min)被所有节点采用，即当信誉值高于该下限时，才可能被选取作为共识节点。在选举共识组节点时，为增加随机性而给信誉值达标的节点生成随机的附加值(T_r)。附加值拥有一定的范围并在监管节点的监督下进行。将信任值与附加值相加，排名共靠前的多个未参与交易的节点(n个)，被认定为共识组中的节点。

203、将进行私钥签名后的交易记录广播至区域共识组节点，私钥为子区块链网络中发起交易的区块链节点的私钥。

交易发起的区块链节点是电力购买节点。购买节点需提前与销售节点进行链上或链下沟通，双方同意交易后购买节点获取销售节点的签名并生成能源交易记录。购买节点作为交易发起节点将能源交易记录广播至共识组节点。具体信息至少包括：交易记录ID，购电用户ID，售电用户ID，购电方私钥签名，售电方私钥签名，交易单价，交易量，交易金额。

在进行交易记录的上链时，可将交易记录进行分割分别生成不同的区块链进行存储，例如第一区块链节点存储交易记录ID，购电用户ID，售电用户ID，第二区块链节点存储交易单价，交易量，交易金额，这样在共识验证时，只需对出现问题的区块链节点中的对应部分进行修改即可，不用对交易记录的全部内容进行修改。从而进一步地提高了共识的效率。

204、共识组节点基于预设共识算法对私钥签名后的交易记录进行共识验证，并生成所述第一共识结果。

在将第一共识结果广播至第一区块链网络中除区域共识组节点外的区块链节点中，以使除区域共识组节点外的区块链节点基于第一共识结果对区域共识组节点的信誉值进行调整。

子区块链网络中的所有区块链节点根据预设判断收到的消息结果正确与否，各自进行信誉值列表的更新。正常完成共识的共识组节点的信誉值增加T_up。未完成共识的共识组节点的信誉值降低T_down。然后生成相应的共识结果。

在一些具体实施例中，参照图3所示，若参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，则基于网络间共识机制，在所有参与交易的子区块链网络中选取出全局共识组节点，基于全局共识组节点中参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果，可包括以下步骤：

301、基于所有参与交易的子区块链网络中所有未参与交易的区块链节点的信誉值和信誉值的附加值，从未参与交易的区块链节点中确定全局共识组节点。

302、基于共识组节点中参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果。

303、将第二共识结果拆分为不同的共识信息，并存储至不同的区块链节点中。

具体的，当交易双方不处于同一个子区块链网络中时，则基于全局共识机制进行共识，其中前期的处理步骤和区域共识机制相同：

有跨分片交易需求交易发起节点对交易记录进行私钥签名，并将其广播至交易发起节点所在的子区块链网络的共识组节点。

然后区域共识组节点针对收到的能源交易记录进行拜占庭共识验证。

区域共识组节点将共识结果消息广播至所有子区块链网络中除自身之外的所有区块链节点。

在所有参与交易的子区块链网络中，分别选取预设个数的区块链节点作为所述全局共识组节点。

在全局共识组节点中，按由大到小的顺序对每个区块链节点的信誉值和所述附加值相加后的和值进行排序，取排名前第二预设值的未参与交易的区块链节点作为全局共识组节点中参与全局共识的共识节点。

在一个全局共识周期内，全局共识组节点对上一个全局共识周期所对应的区块内所有的分片间交易进行共识，核对正确的进行记录，不正确的予以纠正，纠正结果在全局共识周期内在全局共识组间进行共识，并发送给所有区块链节点。同时与区域共识组节点选取方法相同，参与交易的子区块链网络中的所有节点修改本地信誉值列表中的共识组节点的信誉值。

参照图4所示，基于同样的设计思路本发明的实施例还提供了一种适用于分布式电力交易的区块链共识装置，该装置在运行时可以执行上述实施例所提供的分布式电网交共识方法的各个步骤，该装置可以包括：

交易识别模块401，用于对参与交易的区块链节点所归属的子区块链网络进行识别，参与交易的区块链节点至少包括两个区块链节点，子区块链网络基于电网子区域中的电网节点构建而成，电网子区域由对目标电网的电网线路图划分得到。

区域内共识模块402，用于若参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果。

第一验证模块403，用于在子区块链网络的未参与共识的区块链节点中对第一共识结果进行验证，并基于第一验证结果对子区块链网络的参与共识的区块链节点进行评价。

全局共识模块404，用于若参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，则基于网络间共识机制，在所有参与交易的子区块链网络中选取出共全局识组节点，基于全局共识组节点中参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果。以及

第二验证模块405，用于在所有参与交易的子区块链网络的未参与共识的区块链节点中，对第二共识结果进行验证，并基于得到的第二验证结果对共识节点进行评价。

该装置具有和上述适用于分布式电网交易的共识方法相同的有益效果，其具体实现方式可参照上述方法的具体实施例，本发明在此不再赘述。

本发明上述实施例所提供的适用于分布式电力交易的区块链共识方法和装置，在区块链构建共识的过程中，对于区域内的交易，通过在区域内部构建区域共识，接对交易进行共识。在跨区域进行交易时，每个区域选出的共识组节点会对外宣布该区域的共识结果，并与其他代理节点进行异步共识，从而达成大网络的能源交易共识。能够有效降低全局达成共识在时间尺度上的耦合度，使区块链节点间在不需要全部精确时间同步的前提下进行共识，加快分片内部共识速度，以支撑适用于大规模交易应用的区块链底层平台。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，各实施例中记载的技术特征可以进行替换或者组合。

本发明各实施例种装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件单元，或者二者的结合来实施。软件单元可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种适用于分布式电力交易的区块链共识方法，其特征在于，包括：

对参与交易的区块链节点所归属的子区块链网络进行识别，所述参与交易的区块链节点至少包括两个区块链节点，所述子区块链网络基于电网子区域中的电网节点构建而成，所述电网子区域由对目标电网的电网线路图划分得到；

若所述参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果；

在所述子区块链网络的未参与共识的区块链节点中对所述第一共识结果进行验证，并基于第一验证结果对所述子区块链网络的参与共识的区块链节点进行评价；

若所述参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，则基于网络间共识机制，在所有参与交易的子区块链网络中选取出全局共识组节点，基于所述全局共识组节点中的参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果；

在所述所有参与交易的子区块链网络的未参与共识的区块链节点中，对所述第二共识结果进行验证，并基于得到的第二验证结果对所述共识节点进行评价。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果，包括：

对所述子区块链网络中的所有区块链节点进行初始化，得到各区块链节点的信誉值；

基于所述信誉值和所述信誉值的附加值，从未参与交易的区块链节点中确定所述子区块链网络中的区域共识组节点；

将进行私钥签名后的交易记录广播至所述区域共识组节点，所述私钥为所述子区块链网络中发起交易的区块链节点的私钥；

所述共识组节点基于预设共识算法对私钥签名后的交易记录进行共识验证，并生成所述第一共识结果。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述子区块链网络的未参与共识的区块链节点中对所述第一共识结果进行验证，并基于第一验证结果对所述子区块链网络的参与共识的区块链节点进行评价，包括：

将所述第一共识结果广播至所述区块链网络中除所述区域共识组节点外的区块链节点中，以使除所述区域共识组节点外的区块链节点对所述第一共识结果进行验证，并基于所述第一验证结果对所述区域共识组节点的信誉值进行调整。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，则基于网络间共识机制，在所有参与交易的子区块链网络中选取出全局共识组节点，基于所述全局共识组节点中参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果，包括：

基于所有参与交易的子区块链网络中所有未参与交易的区块链节点的信誉值和所述信誉值的附加值，从未参与交易的区块链节点中确定全局共识组节点；

基于所述共识组节点中参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果；

将所述第二共识结果拆分为不同的共识信息，并存储至不同的区块链节点中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述所有参与交易的子区块链网络的未参与共识的区块链节点中，对所述第二共识结果进行验证，并基于得到的第二验证结果对所述共识节点进行评价，包括：

在当前全局共识周期内对上一共识周期中子区块链网络的所有共识信息进行共识，对得到的不正确的共识结果纠正后在所述全局共识组节点中进行共识验证，并基于得到的第二验证结果对参与共识的区块链节点进行评价。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子区块链网络的构建包括：

基于所述目标电网的电网线路图中电流走向，对所述电网线路图进行划分得到子图，将每个子图作为一个电网子区域；

将每个电网子区域中的电网节点作为一个区块链节点构建所述子区块链网络。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述子区块链网络的构建还包括：

基于监管节点为每个子区块链网络的区块链节点创建创世区块，以使各区块链节点基于所述创世区块的协议创建区块。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述信誉值和所述信誉值的附加值，从未参与交易的区块链节点中确定所述子区块链网络中的区域共识组节点，包括：

按由大到小的顺序对每个区块链节点的信誉值和所述附加值相加后的和值进行排序，取排名前第一预设值的未参与交易的区块链节点作为所述区域共识组节点。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所有参与交易的子区块链网络的所有区块链节点的信誉值和所述信誉值的附加值，从未参与交易的所有区块链节点中确定全局共识组节点，包括：

在所有参与交易的子区块链网络中，分别选取预设个数的区块链节点作为所述全局共识组节点；

在所述全局共识组节点中，按由大到小的顺序对每个区块链节点的信誉值和所述附加值相加后的和值进行排序，取排名前第二预设值的未参与交易的区块链节点作为所述全局共识组节点中参与全局共识的共识节点。

10.一种适用于分布式电力交易的区块链共识装置，其特征在于，包括：

交易识别模块，用于对参与交易的区块链节点所归属的子区块链网络进行识别，所述参与交易的区块链节点至少包括两个区块链节点，所述子区块链网络基于电网子区域中的电网节点构建而成，所述电网子区域由对目标电网的电网线路图划分得到；

区域内共识模块，用于若所述参与交易的区块链节点在同一子区块链网络中，则产生交易的子区块链网络基于内部共识机制进行交易共识，并生成第一共识结果；

第一验证模块，用于在所述子区块链网络的未参与共识的区块链节点中对所述第一共识结果进行验证，并基于第一验证结果对所述子区块链网络的参与共识的区块链节点进行评价；

全局共识模块，用于若所述参与交易的区块链节点不在同一子区块链网络中，则基于网络间共识机制，在所有参与交易的子区块链网络中选取出共全局识组节点，基于所述全局共识组节点中参与全局共识的共识节点进行交易共识，并生成第二共识结果；以及

第二验证模块，用于在所述所有参与交易的子区块链网络的未参与共识的区块链节点中，对所述第二共识结果进行验证，并基于得到的第二验证结果对所述共识节点进行评价。

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