Page 15 - 电力与能源2022年第四期

王洒洒, 等: 基于区块链的乡村分布式电力交易系统设计与应用 2 5
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电网间可信的分布式优化计算。 实现比特币数据结构和交易加密传输的基础。现
综上, 已有研究主要是将区块链技术与能源 在区块链技术更 多的定义是指在对等网络环境
场景进行结合, 提出了区块链技术在能源交易市 下, 通过预先设定好的公开透明的规则, 构建难以
场应用的构想, 但大多文献目前还停留在场景应 篡改且可追溯的块链式数据结构, 从而完成事务
用的理论研究上, 对分布式电力用户侧交易与电 的处理 [ 8-10 ] 。块链式数据结构简单来说就是将多
力市场设计方面还缺乏应用研究, 对于点对点微 个交易信息存储到一个区块中, 并将加密和盖好

网交易落地应用的指导建议不足。 时间戳区块与上一个区块“ 链接” 起来, 形成块链
本文在现有研究基础上, 进一步对电力用户 式结构, 基于区块链的电力交易区块如图 1 所示。
侧交易模型进行研究, 在乡村级的微网系统内开 1.2 密码学
展电力能源交易, 建立乡村级的电力能源集贸市 在区块链技术中常用的两种密码学算法是非
场。其目标是减少交易系统的分级层面和中间环 对称加密和哈希函数 ( 即散列函数, HashFunc-
节, 直接面向电力能源产消 / 销者, 使农户直接受 tion ) [ 11-12 ] 。这两种加密算法是区块链密码学的
益, 做到简单化、 直接化。主要研究内容包括以下 基础, 为区块链数据安全性保障提供技术支持, 非
几个方面: 对区块链技术特性进行分析, 阐述区块 对称加密算法常用于消息的传输和验证, 应用于
链在电力行业的应用价值; 建立一种基于智能合 数据的加解密过程中, 哈希算法常用于对冗杂的
约实现“ 自主、 自助、 自治” 的电力交易模型; 设计 数据和区块的封装, 该类封装后的数据不可复原,
基于区块链的电力用户侧管理系统, 实现可信电 可提高数据的存储效率和降低占用空间。
力交易及管理。 1.3 智能合约
[ 13 ]
智能合约( SmartContract ) 最早由 Nick-
1 区域链技术路线选择
Szabo提出, 其被定义为实现合同条款的计算机
当前, 在电力体制改革稳步推进的新形势下, 程序 [ 14 ] 。通俗来说, 智能合约就是一段内嵌到系
分布式发电、 售电发展迅速, 电力市场中涌现出大 统中的代码, 将既定的业务逻辑以代码的形式实
量的具有自主决策能力、 智能化的分布式售购电 现, 由合约的参与者共同制定和维护 [ 15 ] , 一旦部
主体, 形成市场主体地理位置分散化、 小额交易信 署成功, 将会根据设置的触发条件自动执行。这
息海量化的局面 [ 7 ] 。传统的集中式交易方式具备 种自动执行的特性一方面降低了人工成本, 另一
高成本、 低效率和不安全问题, 分布式的市场化交 方面降低了执行出错的概率, 智能合约可为区块
易方式应运而生。区块链技术的去中心化点对点 链应用于复杂的业务场景提供业务支撑。
交易特征和信任机制与电力市场的经济性本质具
2 基于区块链的乡村分布式电力交易系
有天然可匹配性, 能够在电力市场的点对点交易、
统机制设计
交易数据授权共享、 多主体业务协同、 记账结算等
环节发挥重要作用。 2.1 交易模型设计
1.1 区块链技术 在新型电力交易系统的发展过程中, 电力市
2008 年, 区块链技术的概念首次被提出, 是 场交易机制已逐渐由传统的中心化的交易方式转

图 1 电力交易区块链结构示意图