基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备，包括具有计量功能的智能电表和用于计量数据的获取、用电信息数据存储、与区块链网络的交互、在区块链网络中完成交易、地理定位和手机交互功能的轻终端，两者通信连接。本发明专利技术中智能电表和与智能电表配合的轻终端，充分利用现有设备和资源，完成系统功能，在现有系统的基础上升级简单，且功能明确，接口简单，能够满足分布式能源、储能、充电桩、电网以及用电单位不同参与主体的自主点对点交易，基于区块链技术特性，以保障信任为核心促进交易、认证等多方面高效运行，促进多形式能源、各参与主体的协同，实现交易的多元化和低成本化，适应新形势下智慧能源的发展。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备及方法
本专利技术涉及区块链
，特别涉及一种基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备；同时，本专利技术还涉及一种基于区块链技术的智慧能源结算方法。
技术介绍
传统电力系统中，主要由火电、水电等发电，在环境保护压力加大的背景下，新能源成为全世界的重要能源战略。光伏、风力、再生能源等一批新能源技术愈发成熟，伴随市场规模的不断壮大，分散个体产能用户随之增加，新能源市场交易已成为市场需求。能源互联网的发展，进一步推动了分布式能源、储能和电动汽车等快速应用，能源生产将变为集中化生产模式和分布式生产模式相互和谐存在，改变了传统电网结构。分布式新能源、储能、电动汽车、碳交易等的快速兴起，参与者更加多元，使得能源互联网中的能源流、信息流、资金流更加复杂。由于各主体分散、网络信任机制缺失，有效解决电力系统各参与主体的计量、交互、控制及决策存在困难，目前还没有相关研究。传统的结算体系已经满足不了或者阻碍了智慧能源的发展。“互联网+”智慧能源试图建立“一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态”，实现“设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放”。区块链技术本身就在革新传统的互联网格局与模式，以保障信任为核心促进交易、认证等多方面高效运行，基于区块链技术特性，为解决尤其分布式微电网系统中的交易结算等提供重要技术手段。但是，新的结算体系依赖于用户终端设备，其对用户终端设备提出新的要求，然而目前的用户终端设备基本上只有计量功能(智能电表)，满足不了新的结算体系。因此，开发一种适用于新结算体系的电力单元设备，成为本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备，以满足新结算体系对用户终端提出的新要求。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备，包括若干单元，所述单元包括智能电表，具有计量功能；所述智能电表配置通信模块；和轻终端，用于计量数据的获取、用电信息数据存储、与区块链网络的交互、在区块链网络中完成交易、地理定位和手机交互功能；其中，所述智能电表与所述轻终端之间通信连接；各所述单元之间通过供电线路连接；各所述单元之间通过物联网进行通信；各所述单元之间的结算方式为去中心化的点对点结算方式。进一步的，智能电表与轻终端之间通过485口进行通信连接。进一步的，所述智能电表包括采样模块，用于对电流和电压采样；I/O模块，用于连接显示设备和输入设备；计量模块，用于用电量的计量；中央处理模块，用于完成交互、通信及计算；和通信模块，用于外接485模块、蓝牙模块、GPRS模块、红外模块。进一步的，所述轻终端中区块链的数据模型包括数据层、网络层、共识层、合约层和应用层。进一步的，所述数据层为用于封装底层数据区块的链式结构；所述底层数据区块包括非对称公私钥数据加密技术和时间戳。进一步的，所述网络层包括P2P组网机制、数据传播机制和数据验证机制。进一步的，所述共识层封装网络单元的各类共识机制算法。进一步的，所述合约层用于封装各类脚本、算法和智能合约。进一步的，所述应用层用于封装区块链的应用场景和案例。同时，本专利技术提出一种基于区块链技术的智慧能源结算方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于区块链技术的智慧能源结算方法，包括下列步骤步骤一，轻终端向外发布本单元类型，并获取其他轻终端发布的单元类型，单元类型分为能源供给单元和能源消耗单元；步骤二，能源消耗单元根据本身的需求，制定能源计划，并通过轻终端生成交易预约并向能源供给单元发送；步骤三，能源供给单元收到能源消耗单元的交易预约后，与能源消耗单元协商交易内容，生成交易记录并将预约的交易内容存储在区块网络中；步骤四，能源消耗单元的轻终端根据结算信息生成交易记录，并将结算的交易内容提交并存储在区块网络中：步骤五，能源消耗单元的轻终端向区块链网络提交交易请求，所述区块链网络的管理单元根据交易请求建立单元之间的独立交易通道，单元间的轻终端利用所述独立交易通道进行交易验证；步骤六，完成预约的用电交易后进行支付，生成交易记录并将预约的交易内容存储在区块网络中。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：1、本专利技术的一种基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备中智能电表和与智能电表配合的轻终端，充分利用现有设备和资源，完成系统功能，在现有系统的基础上升级简单，且功能明确，接口简单，能够满足分布式能源、储能、充电桩、电网以及用电单位不同参与主体的自主点对点交易，基于区块链技术特性，以保障信任为核心促进交易、认证等多方面高效运行，促进多形式能源、各参与主体的协同，促进信息与物理系统的进一步融合，实现交易的多元化和低成本化，实现智慧能源开放共享及安全高效的能源互联网交易体系和商业运营平台，适应新形势下智慧能源的发展。2、本专利技术采用区块链技术，改变了传统的互联网格局与模式，交易双方的信用通过技术进行保障，降低了交易成本；其次，本专利技术采用去中心化的点对点支付方式，不用中心参与结算，大大简化了中心的功能设计；最后，由于结算没有中心参与，交易双方自行商定价格，促进竞争，降低用电成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例1所述基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备的单元划分示意图；图2为本专利技术实施例1所述基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备的组成示意图；图3为本专利技术实施例1所述基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备中智能电表的示意图；图4为本专利技术实施例1所述基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备中智能电表与轻终端的通信示意图；图5为本专利技术实施例1所述基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备中轻终端的数据模型示意图；图6为本专利技术实施例2所述基于区块链技术的智慧能源结算方法的示意图；图7为本专利技术实施例2所述能源消耗节点与国家电网有限公司的交易过程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备，其特征在于：包括若干单元，所述单元包括/n智能电表，具有计量功能；所述智能电表配置通信模块；和/n轻终端，用于计量数据的获取、用电信息数据存储、与区块链网络的交互、在区块链网络中完成交易、地理定位和手机交互功能；/n其中，所述智能电表与所述轻终端之间通信连接；各所述单元之间通过供电线路连接；各所述单元之间通过物联网进行通信；各所述单元之间的结算方式为去中心化的点对点结算方式。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备，其特征在于：包括若干单元，所述单元包括
智能电表，具有计量功能；所述智能电表配置通信模块；和
轻终端，用于计量数据的获取、用电信息数据存储、与区块链网络的交互、在区块链网络中完成交易、地理定位和手机交互功能；
其中，所述智能电表与所述轻终端之间通信连接；各所述单元之间通过供电线路连接；各所述单元之间通过物联网进行通信；各所述单元之间的结算方式为去中心化的点对点结算方式。


2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备，其特征在于：智能电表与轻终端之间通过485口进行通信连接。


3.根据权利要求1所述的基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备，其特征在于：所述智能电表包括
采样模块，用于对电流和电压采样；
I/O模块，用于连接显示设备和输入设备；
计量模块，用于用电量的计量；
中央处理模块，用于完成交互、通信及计算；和
通信模块，用于外接485模块、蓝牙模块、GPRS模块、红外模块。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备，其特征在于：所述轻终端中区块链的数据模型包括数据层、网络层、共识层、合约层和应用层。


5.根据权利要求4所述的基于区块链技术的智慧能源结算电力单元设备，其特征在于：所述数据层为用于封装底层数据区块的链式结构；所述底层数据区块包括非对称公私钥数据加密技术和时间戳。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，葛维，张旭东，王鸿玺，高波，付文杰，申洪涛，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13