CN117455674A - 一种基于区块链的微电网能源交易方法 - Google Patents

一种基于区块链的微电网能源交易方法 Download PDF

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Abstract

一种基于区块链的微电网能源交易方法，该交易方法包括：能源用户根据自身用能需求及市场情况创建交易订单，交易订单中的信息利用改进的同态加密算法加密成密文后发送至智能合约中，能源产消者利用市场匹配算法确定合适的交易订单后生成售卖订单，将售卖订单提交验证，验证通过后交易完成，智能合约将该笔交易信息发送至区块链中储存；所述交易方法使用区块链作为底层技术，同时结合微电网概念旨在实现高效，透明，去中心化的能源交易方式，同时提高微电网的可持续性，减少能源浪费，并鼓励更多的可再生能源生产与消费，该交易方法使用了改进的同态加密算法对交易过程中的用户信息进行加密，确保交易过程的用户信息的安全性及交易的公平性。

Description

一种基于区块链的微电网能源交易方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，特别涉及一种在微电网中的基于区块链的能源交易方法。
背景技术
区块链技术：区块链是一种分布式账本技术，它以去中心化、不可篡改和透明的方式记录交易数据，在微电网中，区块链技术可以用于创建可信的、去中心化的交易记录，确保能源交易的安全性和透明性。
微电网：微电网是一种小范围的电力系统，通常由分布式能源资源以及能源存储设备组成，微电网允许局部能源生产和消费，并通常与主电力网络相连。
基于区块链的能源交易：利用区块链技术，微电网的参与者可以直接交易能源而不需要通过传统的能源中介，如能源公司，这种交易方式通过智能合约实现，确保能源的准确计量和支付，同时减少交易成本。
智能合约：智能合约是一种自动执行的合约，它们基于预定的条件和规则执行特定的操作。在微电网中，智能合约可以用来管理能源交易，自动执行支付和数据记录等操作，从而简化了整个过程。
传统能源系统主要采用中心化的管理手段，在这种模式下少数大型能源供应商往往控制市场，这容易导致垄断和价格操纵，管理方面也无法实现公开透明，这可能会使消费者面临高昂的能源成本。同时忽视可再生能源的潜力，限制了环保目标的实现，在交易过程中，能源用户个人信息的泄露可能会导致不公平的交易。
发明内容
鉴于以上内容，本发明提供了一种基于区块链的微电网能源交易方法，结合了区块链技术和微电网概念，旨在实现更高效、透明和去中心化的能源交易。同时实现能源去中心化管理，提高微电网的可持续性，降低能源浪费，并鼓励更多的可再生能源生产和消费，用于解决现有的能源系统中的一些弊端。
本发明为了实现上述目的，采用如下的一些技术方案：
微电网中的能源用户通过智能合约获取当前市场价格信息，根据自身用能需求和市场情况创建能源购买订单；
将所述能源购买订单通过改进的同态加密算法对能源购买订单中的信息加密成密文后传送至智能合约中；
能源用户计算所需能源最大价格并支付预付款储存于智能合约中；
微电网中的能源产消者通过智能合约获取现有的能源购买订单；
通过市场匹配算法来确定合适的能源购买订单后创建售卖订单；
能源产消者将所述售卖订单发送至智能合约中进行验证；
智能合约获取能源产消者的匹配结果，进行验证以确保结果的合法性和准确性，确认结果有效后交易将执行；
智能合约将预付款转移至能源产消者账户，所需能源将会输送至能源用户；
所述验证不通过则所述售卖订单取消，能源购买订单重新回到智能合约可被获取进行新的匹配；
在多轮匹配后无法完成所述能源购买订单所需交易要求，则交易关闭，预付款退回能源用户账户中；
在所述交易完成后，智能合约将所述能源交易订单打包发送至区块链中进行存储。
进一步的，在创建能源交易订单之前，所述的基于区块链的微电网能源交易方法还包括：
能源用户在获取当前微电网市场能源价格后根据自身经济情况确定合适的能源交易价格区间，即可接受的最高能源交易价格和合理的最低能源交易价格；
能源用户自身需求可根据家庭需求侧管理模型中的组合交易问题来确定最优能源购买数量；
根据组合交易问题相关的目标系数，个体资源系数，共享资源系数来确定组合交易问题的最优组合，目的是找到最佳的能源交易组合方案以满足用户自身的需求，确保能源的高效配置。
进一步的，在能源用户生成所述购买订单发送到智能合约之前，基于区块链的微电网能源交易方法还包括：
确定能源价格区间和所需能源数量以后生成能源购买订单；
所述能源购买订单主要包含用户名称，用户账户地址，能源需求量，能源价格区间，账户余额信息。
进一步的，在将所述购买订单发送至智能合约中被能源产消者接收进行处理之前，所述基于区块链的微电网能源交易方法还包括：
利用改进的同态加密算法将所述能源购买订单中包含的用户名称，用户账户地址，能源需求量，能源价格区间，账户余额信息加密成为密文；
将经过加密处理后的购买订单发送至智能合约。
进一步的，所述区块链交易方法还包括：
将所述能源购买订单传送至智能合约之后，能源用户按照能源价格区间中可接受的最高能源价格计算所需能源的价格；
支付预付款储存于智能合约中。
进一步的，在所述购买订单在被能源产消者接受处理前，基于区块链的微电网能源交易方法还包括：
在所述购买订单在被能源产消者接受处理前，所述区块链的微电网能源交易方法还包括：
设置市场匹配方案相关目标值，对偶值，目标系数，边界系数以及可接受能源交易最低价格。
进一步的，所述基于区块链的微电网能源交易方法还包括：
能源产消者通过智能合约获取能源用户发起的能源购买订单；
获取后对所述的能源购买订单进行处理，利用市场匹配算法来寻找适合的交易订单；
能源产消者在确定合适的能源购买订单后创建售卖订单并传送至智能合约中。
进一步的，所述基于区块链的微电网能源交易方法还包括：
在所述能源产消者将所述售卖订单传送到智能合约后，智能合约将对市场匹配算法的结果与售卖订单进行验证，以确保其准确性和合法性。
进一步的，所述基于区块链的微电网能源交易方法还包括：
在所述售卖订单通过智能合约的验证后，交易会执行；
智能合约将能源用户支付的预付款转移到能源产消者的账户，能源将会输送至能源用户；
所述验证不通过则该笔售卖订单取消，能源购买订单重新回到智能合约可被获取进行新的匹配；
在多轮匹配后无法完成所述能源购买订单所需交易，则交易关闭，预付款退回能源用户账户中。
进一步的，所述基于区块链的微电网能源交易方法还包括：
所述交易完成后智能合约将交易信息发送到区块链中。
附图说明
图1为本发明实施例中基于区块链的微电网能源交易方法的结构图；
图2为将本发明实施例中基于区块链的微电网能源交易方法与微电网结合的示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1所示，其表示出了基于区块链的微电网能源交易方法的示意图，基于区块链的微电网能源交易方法包括能源用户，智能合约端，能源产消者，加密模块，验证模块，区块链六个部分。
在步骤1中，能源用户从智能合约中获取当前微电网市场中的能源交易价格，所述市场能源交易价格作为能源用户确定合适的能源交易价格区间的参考值。
在步骤2中，用户自身需求可根据家庭需求侧管理模型中的组合交易问题来确定最优能源购买数量，所述家庭需求侧管理模型综合考虑当前住户家庭耗能产品，耗能产品的耗能量，耗能限制，储能能力以及耗能成本等多种因素来确定当前住户所需最佳能源购买量；
根据组合交易问题相关的目标系数，个体资源系数，共享资源系数来确定组合交易问题的最优组合，目的是找到最佳的能源交易组合方案以满足用户自身的需求，确保能源的高效配置；
能源用户在获取当前微电网市场能源价格后根据自身经济情况确定合适的能源交易价格区间，即可接受的最高能源交易价格BPmax和合理的最低能源交易价格BPmin。
在步骤3中能源用户将能源购买订单传输至智能合约前，所述能源购买订单会进入加密模块中进行订单信息加密，所示加密模块主要利用改进的同态加密算法对能源用户的信息进行加密处理；
所述能源购买订单主要包含用户名称，用户账户地址，能源需求量，能源价格区间，账户余额信息；
在步骤5中能源用户依据所设能源交易价格区间中的可接受最高能源交易价格BPmax计算所需支付的预付款，并将预付款储存于智能合约中，支付预付款用于防止欺诈行为的发生。
在步骤6中能源产消者从智能合约中检索大量提交的购买订单。
在步骤7中能源产消者综合考虑当前自身储能量以及可接受能源交易最低价格SPmin来确定合适的购买订单；
当能源产消者可接受能源交易最低价格SPmin小于能源用户可接受的最高能源交易价格BPmax同时大于能源用户合理的最低能源交易价格BPmin时，该订单将被解密，利用市场匹配算法进行计算；
市场匹配算法将根据所设目标值，对偶值，目标系数，边界系数来考虑该交易能源的运输成本与损耗成本以及能源产消者储能量是否符合能源用户所需能源量；
能源产消者在确定合适的能源购买订单后创建售卖订单并传送至智能合约中。
在步骤8中能源生产者将所述生成的售卖订单传至验证模块中进行验证，由于市场匹配算法中的决策参数由能源生产者自主确定，同时计算方式也不是在区块链上，所以确定所述匹配算法并非公开透明，所以将利用验证模块来验证所述匹配算法的的结果是否符合购买订单交易需求。
步骤9中当所述售卖订单通过验证模块的验证后将被传送至智能合约中；
智能合约将能源用户支付的预付款转移至能源生产者的账户中，能源也将被输送给能源用户；
验证不通过则所述售卖订单将被取消，购买订单将会重新出现在智能合约中可被检索，等待微电网中的其他能源产消者获取验证；
在多轮匹配后无法完成所述能源购买订单所需交易，则交易关闭，预付款退回能源用户账户中。
步骤10是订单完成后智能合约将订单发送到区块链上。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于区块链的微电网能源交易方法，所述交易方法包括：
微电网中的能源用户通过智能合约获取当前市场价格信息，根据自身用能需求和市场情况创建能源购买订单；
将所述能源购买订单通过改进的同态加密算法对能源购买订单中的信息加密成密文后传送至智能合约中；
能源用户计算所需能源最大价格并支付预付款储存于智能合约中；
微电网中的能源产消者通过智能合约获取现有的能源购买订单；
通过市场匹配算法来确定合适的能源购买订单后创建售卖订单；
能源产消者将所述售卖订单发送至智能合约中进行验证；
智能合约获取能源产消者的匹配结果，进行验证以确保结果的合法性和准确性，确认结果有效后交易将执行；
智能合约将预付款转移至能源产消者账户，所需能源将会输送至能源用户；
所述验证不通过则所述售卖订单取消，能源购买订单重新回到智能合约可被获取进行新的匹配；
在多轮匹配后无法完成所述能源购买订单所需交易要求，则交易关闭，预付款退回能源用户账户中；
在所述交易完成后，智能合约将所述能源交易订单打包发送至区块链中进行存储。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的微电网能源交易方法，其特征在于：
能源用户在获取当前微电网市场能源价格后根据自身经济情况确定合适的能源交易价格区间，即可接受的最高能源交易价格和合理的最低能源交易价格；
能源用户自身需求可根据家庭需求侧管理模型中的组合交易问题来确定最优能源购买数量；
根据组合交易问题相关的目标系数，个体资源系数，共享资源系数来确定组合交易问题的最优组合，目的是找到最佳的能源交易组合方案以满足用户自身的需求，确保能源的高效配置。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的微电网能源交易方法，其特征在于：
确定能源价格区间和所需能源数量后生成能源购买订单；
所述能源购买订单主要包含用户名称，用户账户地址，能源需求量，能源价格区间，账户余额信息。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的微电网能源交易方法，其特征在于：
利用改进的同态加密算法将所述能源购买订单中包含的用户名称，用户账户地址，能源需求量，能源价格区间，账户余额信息加密成为密文；
将经过加密处理后的购买订单发送至智能合约。
5.根据权利要求1所述的基于区块链的微电网能源交易方法，其特征在于：
将所述能源购买订单传送至智能合约之后，能源用户按照能源价格区间中可接受的最高能源价格计算所需能源的价格；
支付预付款储存于智能合约中。
6.根据权利要求1所述的基于区块链的微电网能源交易方法，其特征在于：
在所述购买订单在被能源生产者接受处理前，所述区块链的微电网能源交易方法还包括：
设置市场匹配方案相关目标值，对偶值，目标系数，边界系数以及可接受能源交易最低价格。
7.根据权利要求1所述的基于区块链的微电网能源交易方法，其特征在于：
能源产消者通过智能合约获取能源用户发起的能源购买订单；
获取后对所述的能源购买订单进行处理，利用市场匹配算法来寻找适合的交易订单；
能源产消者在确定合适的能源购买订单后创建售卖订单并传送至智能合约中。
8.根据权利要求1所述的基于区块链的微电网能源交易方法，其特征在于：
在所述能源产消者将所述售卖订单传送到智能合约后，智能合约将对市场匹配算法的结果与售卖订单进行验证，以确保其准确性和合法性。
9.根据权利要求1所述的基于区块链的微电网能源交易方法，其特征在于：
在所述售卖订单通过智能合约的验证后，交易会执行；
智能合约将能源用户支付的预付款转移到能源产消者的账户，能源将会输送至能源用户；
所述验证不通过则该笔售卖订单取消，能源购买订单重新回到智能合约可被获取进行新的匹配；
在多轮匹配后无法完成所述能源购买订单所需交易，则交易关闭，预付款退回能源用户账户中。
10.根据权利要求1所述的基于区块链的微电网能源交易方法，其特征在于：
所述交易完成后智能合约将交易信息发送到区块链中。
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