Page 17 - 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 7
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表 2 分布式电力交易标识符 ( 5 ) 交易结算。该阶段根据区块链交易平台
标识符 含义 中预先设置的根据阶段市场机制制定的智能合约
ID 用户身份标识 进行交易结算, 交易结算过程中, 根据结算合约先
交易电量
Q e
交易价格 进行交易双方的账户余额的锁定, 付款方通过自
P e
交易时间 身私钥签名并用收款方的公钥进行加密, 发送至
T e
i , j 用户在区块链上的节点编号 收款方, 收款方利用自身私钥对支付方凭证进行
广播信息
B info 解密, 完成交易结算, 双方账户解除锁定, 交易结
卖方报价
P i , S
买方报价 算亦可采用电能币。
P j , B
卖方与买方报价的最小差值
P min
ì Account A =L [ PriSi g n ( A )] address
ï
B
{ , , } ( 1 ) ï
í Account A→B =L [ Account A PubSi g n ( B )]
,
U info ID , Q i , A P i , A T i , A
{ , )} ï
B info version.timestam pnonce , Si g n ( U info ï
î Account B =Pri [ Account A→B ]
( 2 )
( 4 )
———用户交易请求信息, 其中ID 为用
式中 U info
———用 户 A 的 账 户; L [ PriSi g n
式中 Account A
———广播信息, 其 version 、 time-
户身份标识; B info
( A )]———锁 定 买 方 A 市 场 主 体 的 账 户 余 额,
stam pnonce为区块头信息, 分别表示区块版本 ———节
、
B address ———用户 B 的账户地址; Account A→B
)———用户签名后
号、 时间戳和随机数; Si g n ( U info
———
点用户 A 向节点用户 B 转移资金; Account B
交易请求信息。
用户 B 的 账 户; Pri ( Account A→B )———利 用 自 身
( 2 ) 交易撮合。该阶段根据预先设定的交易
私钥解密, 获得拥有权。
匹配机制对一定时间内日交易平台接受的交易请
求进行集中匹配, 并通过交易智能合约的调用实 3 基于区块链的乡村分布式电力交易系
现交易撮合。撮合成功的交易将在交易平台上进 统设计方案
行全网广播, 撮合失败的交易, 可对交易请求进行
3.1 系统总体架构
修改然后再次进行交易撮合, 直至撮合成功, 若在
通过区块链技术分析和交易模型的设计, 本
本轮交易撮合时间截止时, 本次交易仍旧没有撮
文基于区块链技术建立一种乡村分布式电力交易
合成功, 则本次撮合失败。
系统, 系统总体架构如图 4 所示, 该系统能够有
若想电力交易成立, 必须存在可匹配订单, 即
效、 安全地支持微电网运行, 提供电力的发行、 交
P min 满足式( 3 ):
易、 管理和服务。
j=1 , 2 , 3 ,…, n
{ i≠j i ,
P min =P i , S -P j , B
P min ≥0
( 3 )
其中, P min 值越小, 交易成功效率越高。
( 3 ) 交易认证。该阶段针对交易撮合进行分
布式认证, 广播的交易撮合信息需要通过共识投
票和签名认证。对匹配信息的认证, 由交易发起
{
方用户 A 发 起 并 广 播 交 易 请 求: B info version ,
, , , )}, 与
timestam p nonce , H ( A-ID , Q i , A P i , A T i , A
{ ,
售电 方 用 户 B 的 售 电 信 息 进 行 匹 配 S info Q i , B
图 4 基于区块链的电力用户侧管理系统架构
, }, 匹配成功的信息根据共识机制约束,
P i , B T i , B
须有一半节点同意交易才算成功, 因此需要满足 如图 4 所示系统主要由设备层、 通信层、 平台
层、 应用层、 服务层 5 个层级组成。
。
N p ass>N fail
( 4 ) 交易执行。该阶段对已经通过调用执行 ( 1 ) 设备层。以智能电表、 电力采集装置作为
合约, 对交易认证后的交易请求按照交易撮合结 底层设备, 采集用户侧电能的生产、 消耗数据, 为
平台层提供基础数据; 应用非侵入式负荷识别技
果执行电力交易。