CN117635332A - 一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，该方法通过透明公正的交易平台、自动匹配和撮合优化、交易结算与信用评分等功能，实现了交易信息的公开、交易过程的自动化和交易参与者的信用管理。同时，该方法借助区块链技术确保数据的去中心化存储和安全校核，为电力交易提供了可信赖的环境。其中，共享储能设备作为重要组成部分，可以实现电力的灵活调度，促进电力市场的发展和电力交易的灵活性。本发明有助于推动可再生能源和分布式能源的发展，构建智能、可持续的电力系统。

Description

一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，主要涉及一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法。

背景技术

传统的分布式电力交易的研究中，多针对P2P能源交易和综合能源服务等方面开展理论研究工作，现有的几种分布式电源交易模式存在一定的缺陷：一是电力交易过程中复杂的人工干预和中介机构的参与，导致交易流程繁琐、效率低下；二是信用管理和交易结算往往面临挑战，缺乏有效的手段进行信用评估和实时结算；三是用户侧参与需求响应积极性低：虚拟电厂模式虽然更适用于难以直接调度的零散小微资源，但中小用户对于电价的敏感度较弱，因需求侧响应的微小收益而主动降低负荷的可能性很低，如荷兰Couperus分布式能源交易项目；四是没有充分考虑交易与调度的匹配问题，分布式电力交易与调度是需要满足各个电源网络物理实现的过程，即在优化调度中严格考虑实际物理约束以及能量流约束，因此，亟需一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法。

发明内容

为了解决现有技术所存在的上述问题，本申请提供了一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法。

本申请的技术方案如下：

一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，所述方法包括：

交易平台定期公布电力交易公告，所述电力交易公告包括交易信息上传时限和上传格式，发电用户聚合商和电力用户聚合商根据电力交易公告将交易信息上传至交易平台，所述交易信息包括交易时间、交易地点、交易电量、交易周期和意愿价格；

交易信息上传时限截止，交易平台根据智能合约系统为电力用户聚合商匹配发电用户聚合商，并将发电用户聚合商以列表或表格的形式呈现给电力用户聚合商，其中，所述匹配包括自动匹配和撮合匹配；

交易平台匹配后，电力用户聚合商和发电用户聚合商在交易平台对双方交易信息进行最后确认，双方确认无误后交易平台形成出清的交易对并将双方交易相关信息传输至电网进行安全校核，电网对安全校核通过的交易进行最终的交易结算。

优选的，所述自动匹配具体为：

根据交易电量的匹配进行一次筛选，获得符合电力用户聚合商需求电量的发电用户聚合商；对一次筛选后的发电用户聚合商进行二次筛选，根据交易周期的匹配获得符合电力用户聚合商期望交易周期的发电用户聚合商；对二次筛选后的发电用户聚合商进行最终筛选，根据意愿价格获得符合电力用户聚合商期望价格的发电用户聚合商，自动匹配成功。

优选的，所述方法还包括自动匹配结束后，交易平台收集未出清的交易信息，将电力用户聚合商意愿价格进行从高到低排序，发电用户聚合商意愿价格进行从低到高排序，其中，意愿价格相同的聚合商根据其信用评分进行从高到低的排序，意愿价格和信用评分一致的聚合商根据上传时间进行从高到低排序；将进行排序的电力用户聚合商和发电用户聚合商进行撮合匹配，直至双方任一方满足交易信息，完成撮合匹配。

优选的，撮合匹配具体为：

按照双方排列顺序一一对应进行撮合匹配；

若进行撮合匹配的电力用户聚合商的交易电量小于发电用户聚合商的交易电量，则以电力用户聚合商的交易电量为成交电量，将电力用户聚合商的交易电量更新为零，发电用户聚合商的交易电量更新为两方原交易电量的差的绝对值，将更新结果记录至双方的交易信息中；

若进行撮合匹配的电力用户聚合商的交易电量大于发电用户聚合商的交易电量，则以发电用户聚合商的交易电量为成交电量，将发电用户聚合商的交易电量更新为零，电力用户聚合商的交易电量更新为两方原交易电量的差的绝对值，将更新结果记录至双方的交易信息中；

撮合匹配结束后，发电用户聚合商的交易电量不为零的向电网出售对应数值电量，电力用户聚合商的交易电量不为零的向电网购买对应数值电量。

优选的，撮合匹配中成交价格为电力用户聚合商的意愿价格和发电用户聚合商的意愿价格的平均价格，以公式表达为：

成交价格＝(电力用户聚合商的意愿价格+发电用户聚合商的意愿价格)/2；

将成交价格作为意愿价格更新至双方的交易信息中。

优选的，所述方法还包括电力用户聚合商的交易电量通过与小型电力用户签订代理购电合同聚合购电需求确定；发电用户聚合商的交易电量通过与小型发电主体签订代理售电合同聚合售电需求确定。

优选的，所述方法还包括发电用户聚合商设置有共享储能设备，小型发电主体与发电用户聚合商签订共享储能协议，在用电低谷时将售卖余电存储在共享储能设备中，等到用电高峰期时收回电力进行售卖，并支付租金。

优选的，交易结算完成后，交易平台更新发电用户聚合商和电力用户聚合商对应的交易记录，所述交易记录包括交易次数、交易金额、交易完成率和电力来源，根据过往交易记录对信用评分进行计算，实时更新存储至交易平台，信用评分以公式表达为：

信用评分＝交易次数*ω₁+交易金额*ω₂+交易完成率*ω₃+电力来源分数*ω₄；

其中，ω₁为交易次数的权重，ω₂为交易金额的权重，ω₃为交易完成率的权重，ω₄为电力来源分数的权重，所述电力来源分数具体为若电力来源为可再生能源电力，则值为100，若电力来源非可再生能源电力，则值为50。

优选的，电网对交易相关信息进行安全校核包括：

交易平台使用哈希函数对交易相关信息进行计算获得摘要哈希值，并使用自己的私钥对所述摘要哈希值进行加密，生成原始签名，交易平台将原始签名和交易信息一起发送至电网；

电网根据交易平台的公钥解密原始签名，获得摘要副本哈希值，并再次使用相同的哈希函数对接收到的交易相关信息进行计算获得新的摘要哈希值；

通过将新的摘要哈希值与摘要副本哈希值进行比较，若两个哈希值匹配，则安全校核通过，若不匹配则安全校核不通过。

优选的，所述交易平台建立于分布式的区块链网络，包括底层架构和应用层，其中，底层架构包括电力用户聚合商节点、发电用户聚合商节点和电网节点，应用层包括电力交易交互界面，通过与底层架构的节点数据进行交互，公布电力交易公告和上传并展示交易信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明提供了一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，基于分布式的区块链网络建立交易平台，确保数据的去中心化存储和安全性，提供高效、可信赖的电力交易环境；

2)本发明提供了一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，交易平台通过智能合约系统实现交易双方的匹配，包括自动匹配和撮合匹配，提高交易效率和完成率；

3)本发明提供了一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，交易平台根据交易记录对信用评分进行计算，加强交易方的信用管理；

4)本发明提供了一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，发电用户聚合商设置共享储能设备，与小型发电主体签订共享储能协议，实现电力的存储和电力交易的灵活调度，提高能源利用效率。

附图说明

图1是本发明实施例的方法流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

本发明提供以下技术方案：一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法。

实施例1

本实施例提供了一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，通过交易平台进行用户之间的电力交易，所述交易平台建立于分布式的区块链网络，包括底层架构和应用层，其中，底层架构包括电力用户聚合商节点、发电用户聚合商节点和电网节点，应用层包括智能合约、去中心化应用程序、数字资产和加密货币、去中心化身份验证、链上数据存储和共享和电力交易交互界面，其中，所述智能合约是基于区块链技术实现的一种可编程的自动执行代码，在本实施例中，所述智能合约用于实现交易双方的匹配，所述去中心化应用程序是基于区块链创建的应用程序，通过智能合约提供服务；所述数字资产是在区块链上发行和交换的资产，以智能合约的方式进行管理和自动化处理，加密货币是一种数字货币，通过区块链技术和密码学技术实现了去中心化的、安全的交易；所述去中心化身份验证用于验证身份和身份信息；所述链上数据存储和共享基于区块链技术建立的分布式的、不可篡改的数据存储和共享模块实现；所述电力交易交互界面为用户与电力交易平台接触的主要接口，通过与底层架构的节点数据进行交互，公布电力交易公告和上传并展示交易信息。

基于上述交易平台，本实施例的具体步骤包括：

S1、交易公告发布和交易信息上传

交易平台定期公布电力交易公告，所述电力交易公告包括交易信息上传时限和上传格式，交易主体须在交易公告发布的交易信息上传时限内完成交易信息上传，所述交易主体即发电用户聚合商和电力用户聚合商，根据电力交易公告将交易信息上传至交易平台，所述交易信息包括交易时间、交易地点、交易电量、交易周期和意愿价格；

S11、上传格式

交易双方申报电量不得小于1000兆瓦时，申报电价精准到0.1元/兆瓦时。

S12、交易电量

电力用户聚合商的交易电量通过与小型电力用户签订代理购电合同聚合购电需求确定；发电用户聚合商的交易电量通过与小型发电主体签订代理售电合同聚合售电需求确定；

优选的，发电用户聚合商设置有共享储能设备，小型发电主体与发电用户聚合商签订共享储能协议，在用电低谷时将售卖余电存储在共享储能设备中，等到用电高峰期时收回电力进行售卖，并支付租金，通过所述共享储能，实现电力的存储和电力交易的灵活调度，提高能源利用效率；

S2、交易平台集中出清

"出清"是指在电力市场中，根据供需关系和交易规则，确定最终的交易结果。在电力交易过程中，各方提交的交易信息会被交易平台进行匹配和处理，最终根据市场需求和供应情况，确定出清价和出清量。出清价是指能够平衡市场供求的电力价格，而出清量是指在该价格下成交的电力数量。出清的结果可以影响市场电价和电力供应情况。

交易信息上传时限截止，交易平台根据智能合约系统为电力用户聚合商匹配发电用户聚合商，并将发电用户聚合商以列表或表格的形式呈现给电力用户聚合商，其中，所述匹配包括自动匹配和撮合匹配；

S21、自动匹配

根据交易电量的匹配进行一次筛选，获得符合电力用户聚合商需求电量的发电用户聚合商；对一次筛选后的发电用户聚合商进行二次筛选，根据交易周期的匹配获得符合电力用户聚合商期望交易周期的发电用户聚合商；对二次筛选后的发电用户聚合商进行最终筛选，根据意愿价格获得符合电力用户聚合商期望价格的发电用户聚合商，自动匹配成功；

S22、撮合匹配

自动匹配结束后，交易平台收集未出清的交易信息，将电力用户聚合商意愿价格进行从高到低排序，发电用户聚合商意愿价格进行从低到高排序，其中，意愿价格相同的聚合商根据其信用评分进行从高到低的排序，意愿价格和信用评分一致的聚合商根据上传时间进行从高到低排序；将进行排序的电力用户聚合商和发电用户聚合商进行撮合匹配，直至双方任一方满足交易信息，完成撮合匹配，

其中，所述信用评分的计算具体为：

交易结算完成后，交易平台更新发电用户聚合商和电力用户聚合商对应的交易记录，所述交易记录包括交易次数、交易金额、交易完成率和电力来源，根据过往交易记录对信用评分进行计算，实时更新存储至交易平台，信用评分以公式表达为：

信用评分＝交易次数*ω₁+交易金额*ω₂+交易完成率*ω₃+电力来源分数*ω₄；

其中，ω₁为交易次数的权重，ω₂为交易金额的权重，ω₃为交易完成率的权重，ω₄为电力来源分数的权重，所述电力来源分数具体为若电力来源为可再生能源电力，则值为100，若电力来源非可再生能源电力，则值为50；所述交易完成率具体为若聚合商经过自动匹配和撮合匹配后，仍需从电网购买/出售电量，则交易完成率为0.8，否则为1；

所述撮合匹配具体为：

按照双方排列顺序一一对应进行撮合匹配；

若进行撮合匹配的电力用户聚合商的交易电量小于发电用户聚合商的交易电量，则以电力用户聚合商的交易电量为成交电量，将电力用户聚合商的交易电量更新为零，发电用户聚合商的交易电量更新为两方原交易电量的差的绝对值，将更新结果记录至双方的交易信息中；

若进行撮合匹配的电力用户聚合商的交易电量大于发电用户聚合商的交易电量，则以发电用户聚合商的交易电量为成交电量，将发电用户聚合商的交易电量更新为零，电力用户聚合商的交易电量更新为两方原交易电量的差的绝对值，将更新结果记录至双方的交易信息中；

撮合匹配结束后，发电用户聚合商的交易电量不为零的向电网出售对应数值电量，电力用户聚合商的交易电量不为零的向电网购买对应数值电量；

优选的，撮合匹配中成交价格为电力用户聚合商的意愿价格和发电用户聚合商的意愿价格的平均价格，以公式表达为：

成交价格＝(电力用户聚合商的意愿价格+发电用户聚合商的意愿价格)/2；

将成交价格作为意愿价格更新至双方的交易信息中。

S3、安全校验和结算

交易平台匹配后，电力用户聚合商和发电用户聚合商在交易平台对双方交易信息进行最后确认，双方确认无误后交易平台形成出清的交易对并将双方交易相关信息传输至电网进行安全校核，电网对安全校核通过的交易进行最终的交易结算；

S31、电力用户聚合商和发电用户聚合商在交易平台对双方交易信息进行最后确认后签署对应售电合同和购电合同，签署完成后交易平台将交易相关信息传输至电网进行安全校核，其中，所述交易相关信息包括售电合同和购电合同、交易电量、交易价格、信用评分；

S32、电网对交易相关信息进行安全校核包括去中心化身份验证、电力量校核、售电合同和购电合同验证、信用评估和数据完整性和安全性校验，更进一步的：

电网通过比对电力测量设备的读数、交易记录以及实际用电情况等确保交易的电力数量与实际交易的电力数量一致；

电网通过确认合同的签署者身份、合同有效期及约定条款是否符合相关法规和监管要求验证交易双方之间的售电合同和购电合同的有效性和合法性；

电网通过核对包括与交易合同中约定的费用标准比对确保交易费用的准确性和完整性；

电网通过评估交易双方的交易历史、信用记录、支付能力等方面的情况，判断交易双方的可靠性和信誉度，提前发现并避免潜在的信用风险；

电网利用去中心化身份验证对交易相关信息的完整性和安全性进行校验，以确保数据在传输和存储过程中未被篡改、丢失或损坏，在本实施例中，所述去中心化身份验证为数字签名，具体的：

交易平台使用哈希函数对交易相关信息进行计算获得摘要哈希值，并使用自己的私钥对所述摘要哈希值进行加密，生成原始签名，交易平台将原始签名和交易相关信息一起发送至电网；

电网根据交易平台的公钥解密原始签名，获得摘要副本哈希值，并再次使用相同的哈希函数对接收到的交易相关信息进行计算获得新的摘要哈希值；

通过将新的摘要哈希值与摘要副本哈希值进行比较，若两个哈希值匹配，则安全校核通过，若不匹配则安全校核不通过；

S33、电网对安全校核通过的交易进行最终的交易结算，并进行对应的电力输配，在电力输配过程中可能会遇到电力阻塞的情况，在本实施中，为了解决电力阻塞问题，本实施例进行下述步骤：

电网通过智能调度和优化算法来合理安排电力输配，具体的，在面对电力阻塞时，电网会根据交易的优先级、紧急程度和重要性等因素进行调度，优先满足关键交易和重要用户的电力需求，所述优先级根据聚合商的信用评分确定，评分越高，优先级越高，但一些特定的行业或区域对电力的需求视为紧急需求，优先级最高，例如医院及其他急救机构；

通过上述措施尽可能减少电力阻塞情况的发生，确保通过安全校核的交易能够顺利进行最终的交易结算和电力输配。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，其特征在于，所述方法包括：

交易平台定期公布电力交易公告，所述电力交易公告包括交易信息上传时限和上传格式，发电用户聚合商和电力用户聚合商根据电力交易公告将交易信息上传至交易平台，所述交易信息包括交易时间、交易地点、交易电量、交易周期和意愿价格；

交易信息上传时限截止，交易平台根据智能合约系统为电力用户聚合商匹配发电用户聚合商，并将发电用户聚合商以列表或表格的形式呈现给电力用户聚合商，其中，所述匹配包括自动匹配和撮合匹配；

交易平台匹配后，电力用户聚合商和发电用户聚合商在交易平台对双方交易信息进行最后确认，双方确认无误后交易平台形成出清的交易对并将双方交易相关信息传输至电网进行安全校核，电网对安全校核通过的交易进行最终的交易结算。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，其特征在于，所述自动匹配具体为：

根据交易电量的匹配进行一次筛选，获得符合电力用户聚合商需求电量的发电用户聚合商；对一次筛选后的发电用户聚合商进行二次筛选，根据交易周期的匹配获得符合电力用户聚合商期望交易周期的发电用户聚合商；对二次筛选后的发电用户聚合商进行最终筛选，根据意愿价格获得符合电力用户聚合商期望价格的发电用户聚合商，自动匹配成功。

3.根据权利要求2所述的一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，其特征在于，所述方法还包括自动匹配结束后，交易平台收集未出清的交易信息，将电力用户聚合商意愿价格进行从高到低排序，发电用户聚合商意愿价格进行从低到高排序，其中，意愿价格相同的聚合商根据其信用评分进行从高到低的排序，意愿价格和信用评分一致的聚合商根据上传时间进行从高到低排序；将进行排序的电力用户聚合商和发电用户聚合商进行撮合匹配，直至双方任一方满足交易信息，完成撮合匹配。

4.根据权利要求3所述的一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，其特征在于，撮合匹配具体为：

按照双方排列顺序一一对应进行撮合匹配；

若进行撮合匹配的电力用户聚合商的交易电量小于发电用户聚合商的交易电量，则以电力用户聚合商的交易电量为成交电量，将电力用户聚合商的交易电量更新为零，发电用户聚合商的交易电量更新为两方原交易电量的差的绝对值，将更新结果记录至双方的交易信息中；

若进行撮合匹配的电力用户聚合商的交易电量大于发电用户聚合商的交易电量，则以发电用户聚合商的交易电量为成交电量，将发电用户聚合商的交易电量更新为零，电力用户聚合商的交易电量更新为两方原交易电量的差的绝对值，将更新结果记录至双方的交易信息中；

撮合匹配结束后，发电用户聚合商的交易电量不为零的向电网出售对应数值电量，电力用户聚合商的交易电量不为零的向电网购买对应数值电量。

5.根据权利要求4所述的一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，其特征在于，撮合匹配中成交价格为电力用户聚合商的意愿价格和发电用户聚合商的意愿价格的平均价格，以公式表达为：

成交价格＝(电力用户聚合商的意愿价格+发电用户聚合商的意愿价格)/2；

将成交价格作为意愿价格更新至双方的交易信息中。

6.根据权利要求1所述的一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，其特征在于，所述方法还包括电力用户聚合商的交易电量通过与小型电力用户签订代理购电合同聚合购电需求确定；发电用户聚合商的交易电量通过与小型发电主体签订代理售电合同聚合售电需求确定。

7.根据权利要求6所述的一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，其特征在于，所述方法还包括发电用户聚合商设置有共享储能设备，小型发电主体与发电用户聚合商签订共享储能协议，在用电低谷时将售卖余电存储在共享储能设备中，等到用电高峰期时收回电力进行售卖，并支付租金。

8.根据权利要求3所述的一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，其特征在于，交易结算完成后，交易平台更新发电用户聚合商和电力用户聚合商对应的交易记录，所述交易记录包括交易次数、交易金额、交易完成率和电力来源，根据过往交易记录对信用评分进行计算，实时更新存储至交易平台，信用评分以公式表达为：

信用评分＝交易次数*ω₁+交易金额*ω₂+交易完成率*ω₃+电力来源分数*ω₄；

其中，ω₁为交易次数的权重，ω₂为交易金额的权重，ω₃为交易完成率的权重，ω₄为电力来源分数的权重，所述电力来源分数具体为若电力来源为可再生能源电力，则值为100，若电力来源非可再生能源电力，则值为50。

9.根据权利要求1所述的一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，其特征在于，电网对交易相关信息进行安全校核包括：

交易平台使用哈希函数对交易相关信息进行计算获得摘要哈希值，并使用自己的私钥对所述摘要哈希值进行加密，生成原始签名，交易平台将原始签名和交易相关信息一起发送至电网；

电网根据交易平台的公钥解密原始签名，获得摘要副本哈希值，并再次使用相同的哈希函数对接收到的交易相关信息进行计算获得新的摘要哈希值；

通过将新的摘要哈希值与摘要副本哈希值进行比较，若两个哈希值匹配，则安全校核通过，若不匹配则安全校核不通过。

10.根据权利要求1所述的一种基于智能合约技术的分布式电力交易方法，其特征在于，所述交易平台建立于分布式的区块链网络，包括底层架构和应用层，其中，底层架构包括电力用户聚合商节点、发电用户聚合商节点和电网节点，应用层包括电力交易交互界面，通过与底层架构的节点数据进行交互，公布电力交易公告和上传并展示交易信息。