基于区块链技术的智慧能源交易系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于区块链技术的智慧能源交易系统，包括具有计量功能的智能电表和轻终端组成的单元设备，所有轻终端构成区块链P2P网络，各轻终端作为区块链P2P网络中的独立节点实时与智能电表通信，获取量测数据，参与各项共识算法，完成交易；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；其中，所述共识层选用DPOS共识方法。本发明专利技术基于电力单元设备提供基于DPOS的区块链共识方法和节点，解决了现有技术中节点成本高、资源消耗多的问题，以满足分布式能源、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，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交易系统及方法
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交易系统。同时，本专利技术还涉及一种基于区块链技术的智慧能源交易方法。
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。目前已经有基于区块链技术的交易管理方法，但在实际使用中出现了节点成本高、资源消耗多的问题。而且，现有的供电系统中，用户端只有智能电表或类似的计量设备，满足不了数据模型中共识层的要求。
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交易系统，以克服现有技术中节点成本高、资源消耗多的问题。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交易系统，包括设置在主体端的单元设备，所述单元设备包括具有计量功能的智能电表和轻终端，所有轻终端构成区块链P2P网络，各所述轻终端作为区块链P2P网络中的独立节点，实时与智能电表通信，获取量测数据，参与各项共识算法，完成交易；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；其中，所述共识层选用DPOS共识方法。进一步的，所述轻终端在DPOS算法体系中，完成本单元中交易节点、记账节点、代理节点和普通节点的功能。进一步的，所述轻终端根据网络运行情况，角色在普通节点、交易节点、记账节点和代理节点之间转换。进一步的，所述轻终端内置交易模块、记账模块、代理模块和存储模块。进一步的，所述交易模块用于实现交易节点的功能，包括生成包含执行智能合约的交易请求，并将所述交易请求广播到区块链网络中。进一步的，所述记账模块用于实现记账节点的功能。包括接收到交易请求后，根据所述交易请求执行其中的智能合约，将产生的合约执行结果和交易请求存储在新生成的区块中，并将所述区块广播到区块链网络中。进一步的，所述代理模块用于实现代理节点的功能，包括接收到区块后，根据交易请求执行其中的智能合约，并验证所述合约执行结果。进一步的，所述存储模块用于实现将区块信息存储在区块链上。进一步的，所述智能合约包括用电时间段或用电量以及协议价格。同时，本专利技术提供一种基于区块链技术的智慧能源交易方法。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交易方法，包括下列步骤步骤一，轻终端向外发布本单元的类型，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，能源消耗单元依据能源提供单元的信息，制定自身的需求计划，并通过轻终端生成交易预约向能源供给单元发送；步骤三，能源供给单元收到交易预约后，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作为交易节点，将所述交易记录生成区块信息；步骤五，双方协商完成后，能源供给单元向外广播已经预约的内容，能源消耗单元接收该内容，为预约提供依据；步骤六，能源供给单元根据预约的交易内容完成电力供应，完成预约交易后，生成完成记录，并将完成的内容存储在区块网络中；步骤七，能源消耗单元完成交易内容后，按智能合约完成支付，并将支付完成的信息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、本专利技术基于电力单元设备提供基于DPOS的区块链共识方法和节点，且采用DPOS共识方法，降低了节点设备的复杂性，轻终端可以承担算法体系中的任何角色，解决了现有技术中节点成本高、资源消耗多的问题，进而实现应用区块链DPOS共识方法的基于区块链技术的智慧能源交易系统，以满足分布式能源、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，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、本专利技术在智能电表的基础上，增加了轻终端，智能电表保持原有功能基本不变，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，轻终端完成基于区块链技术的交易。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交易系统的单元划分示意图；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交易系统的组成示意图；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交易系统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交易系统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交易系统中轻终端的数据模型示意图；图6为本专利技术实施例1所述基于区块链技术的智慧能源交易方法中基于DPOS的区块链共识方法的流程示意图；图7为本专利技术实施例2所述基于区块链技术的智慧能源交易方法中生成区块信息的示意图。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”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链技术的智慧能源交易系统，其特征在于：包括设置在主体端的单元设备，所述单元设备包括具有计量功能的智能电表和轻终端，所有轻终端构成区块链P2P网络，各所述轻终端作为区块链P2P网络中的独立节点，实时与智能电表通信，获取量测数据，参与各项共识算法，完成交易；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；/n其中，所述共识层选用DPOS共识方法。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链技术的智慧能源交易系统，其特征在于：包括设置在主体端的单元设备，所述单元设备包括具有计量功能的智能电表和轻终端，所有轻终端构成区块链P2P网络，各所述轻终端作为区块链P2P网络中的独立节点，实时与智能电表通信，获取量测数据，参与各项共识算法，完成交易；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；
其中，所述共识层选用DPOS共识方法。


2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的智慧能源交易系统，其特征在于：所述轻终端在DPOS算法体系中，完成本单元中交易节点、记账节点、代理节点和普通节点的功能。


3.根据权利要求2所述的基于区块链技术的智慧能源交易系统，其特征在于：所述轻终端根据网络运行情况，角色在普通节点、交易节点、记账节点和代理节点之间转换。


4.根据权利要求2所述的基于区块链技术的智慧能源交易系统，其特征在于：所述轻终端内置交易模块、记账模块、代理模块和存储模块。


5.根据权利要求4所述的基于区块链技术的智慧能源交易系统，其特征在于：所述交易模块用于实现交易节点的功能，包括生成包含执行智能合约的交易请求，并将所述交易请求广播到区块链网络中。


6.根据权利要求4所述的基于区块链技术的智慧能源交易系统，其特征在于：所述记账模块用于实现记账节点的功能；包括接收到交易请求后，根据所述交易请求执行其中的智能合约，将产生的合约执行结果和交易请求存储在新生成的区块中，并将所述区块广播到...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，王鸿玺，张旭东，高波，葛云龙，吴一敌，史轮，
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