基于区块链的多因素电量交易匹配方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于互联网技术领域，具体公开了一种基于区块链的多因素电量交易匹配方法及装置。该方法包括以下步骤：售电节点提交周期内售电信息；依据售电信息生成售电记录并上链存储；购电节点提交周期内购电信息；依据购电信息生成购电记录并上链存储；依据购电记录采用相异度计算公式进行售电记录预匹配；售电用户对电量交易预匹配记录授权完成电力匹配并更新售电记录；电量交易匹配记录生效并上链存储；购电用户依据电量交易匹配记录完成电量交易转账。本发明专利技术解决了传统电量交易匹配方式造成的电力传输浪费和清洁能源售价较高导致不易匹配等问题；同时还解决了中心化机构交易信息集中管理造成的交易成本高、信息安全性差和交易主体互不信任的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的多因素电量交易匹配方法及装置
本专利技术属于互联网
，尤其涉及一种基于区块链的多因素电量交易匹配方法以及一种基于区块链的多因素电量交易匹配装置。
技术介绍
能源互联网是一种综合运用先进的电子技术、信息技术以及智能管理技术，将大量由分布式能源采集装置、分布式能源存储装置和各种负载主体构成的各种类型的能源网络的能源节点互联起来，以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。随着更多的产消者加入能源互联网，造成大量的电量交易匹配。目前，电量交易匹配大多只考虑交易价格因素和能源数量因素，不考虑环保指标、能源类型、传输损耗和用户信誉值等因素，因此，容易造成清洁能源售价较高导致的不易匹配、电力传输浪费等问题。此外，售电渠道单一，不利于小型售电用户清洁能源的销售。并且，目前的电量交易匹配多采用中心化机构进行匹配，交易信息集中管理存在交易成本高、信息安全性差和交易主体互不信任的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于区块链的多因素电量交易匹配方法，以解决传统电量交易匹配方式造成的清洁能源售价较高导致不易匹配、电力传输浪费等问题，同时利于解决中心化机构交易信息集中管理存在交易成本高、信息安全性差和交易主体互不信任的问题。本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：基于区块链的多因素电量交易匹配方法，包括如下步骤：S1.通过售电节点提交周期内售电信息；其中，售电信息至少包括售电用户ID、能源类型、售电价格、周期供电量、周期可用电量以及供电位置参数；S2.依据售电信息生成售电记录并上链存储；售电记录至少包括售电记录ID、售电用户ID、环保指标、售电价格、周期供电量、周期可用电量、能源类型、售电用户信誉值以及供电位置参数；S3.通过购电节点提交周期内购电信息；购电信息至少包括购电用户ID、环保指标、购电价格、周期需求电量、预传输损耗、能源类型以及购电位置参数；S4.依据购电信息生成购电记录并上链存储；购电记录至少包括购电记录ID、购电用户ID、环保指标、购电价格、周期需求电量、能源类型、购电用户信誉值和购电位置参数；S5.依据购电记录采用相异度计算公式进行售电记录的预匹配，将相异度最小的购电记录与售电记录作为最佳匹配记录，并生成电量交易预匹配记录；电量交易预匹配记录至少包括预匹配记录ID、售电用户ID、购电用户私钥签名、交易价格、周期交易量、环保指标、传输损耗、售电记录ID以及购电记录ID参数；S6.售电节点通过区块链获得电量交易预匹配记录并授权，生成电量交易匹配记录以及新的售电记录；电量交易匹配记录至少包括匹配记录ID、售电用户ID、售电用户私钥签名、购电用户私钥签名、交易价格、周期交易量、环保指标、传输损耗、售电记录ID以及购电记录ID参数；S7.电量交易匹配记录以及新的售电记录上链存储；S8.购电节点依据电量交易匹配记录完成交易转账，生成电量交易转账记录并上链存储；电量交易转账记录至少包括转账ID、售电用户ID、电量交易匹配记录ID、购电用户私钥签名、交易价格、周期交易量以及转账金额参数；其中，售电节点为对应售电用户的区块链节点，购电节点为对应购电用户的区块链节点。优选地，步骤S5中，利用K-prototypes算法的相异度计算公式进行售电记录的预匹配；预匹配的具体过程如下：K-prototypes算法的相异度计算公式如公式(1)所示：d(Xj,Zi)＝dm(Xj,Zi)+dn(Xj,Zi)(1)式中，Xj为第j个购电记录，Zi为第i个售电记录；d(Xj,Zi)表示购电记录Xj与售电记录Zi的相异度；dm(Xj,Zi)为数值型属性相异度，dn(Xj,Zi)为非数值型属性相异度；数值型属性至少包括单位电量交易价格、周期需求电量、环保指标、用户信誉值以及传输损耗参数，其中，用户信誉值包括售电用户信誉值或购电用户信誉值；数值型属性的计算方式如公式(2)所示；式中，dm表示欧式距离，P表示数值型属性的数量，αl表示数值型属性l的权重；Xjl表示第j个购电记录的第l个数值型属性，Zil表示第i个售电记录的第l个数值型属性；非数值型属性包括能源类型，其计算方式如公式(3)所示；式中，βq为非数值型属性q的权重，Q表示非数值型属性的数量，Xjq表示j个购电记录的第q个非数值型属性，Ziq表示第i个售电记录的第q个非数值型属性；利用公式(1)计算得到的相异度d(Xj,Zi)最小的购电记录和售电记录即为最佳匹配记录；基于以上最佳匹配记录生成所述电量交易预匹配记录。优选地，步骤S8之后还包括步骤：S9.进行余量偏差平衡，即利用智能电表检测售电用户和购电用户的电量流动，与区块链上的电量交易匹配记录对比，完成售电用户电力余量的强制平衡，并对违规行为进行处罚。优选地，能源类型包括火能、风能、水能、太阳能或生物能；环保指标是依据能源类型计算得出的清洁能源供占比。优选地，周期供电量是指售电用户本周期的总产电量；周期可用电量是指售电用户本周期未出售的剩余电量；周期需求电量是指购电用户本周期的所需电量。优选地，用户信誉值是依据用户最近100次交易匹配记录得出的用户诚信度；依据用户完成交易的质量来设定，信誉值的初始值为100；正常完成一次能源交易信誉值+1，受到一次惩罚信誉值减10，信誉值到达100之后不再增加；其中，用户信誉值包括售电用户信誉值或购电用户信誉值。优选地，预传输损耗是指用户能够接受的预计传输损耗电量；传输损耗是指依据供电位置和购电位置进行计算得到的电力线路传输损耗。优选地，售电价格是指售电用户自定义的单位电量出售价格；购电价格是指购电用户自定义的单位电量购买价格，交易价格为售电价格。此外，本专利技术还提出了一种基于区块链的多因素电量交易匹配装置，其采用如下方案：基于区块链的多因素电量交易匹配装置，包括：售电信息提交模块，被配置为用于提交周期内售电信息；售电记录生成模块，被配置为基于售电信息生成售电记录并上链存储；购电信息提交模块，被配置为用于提交周期内购电信息；购电记录生成模块，被配置为基于购电信息生成购电记录并上链存储；购电与售电记录预匹配模块，被配置为用于计算购电记录与售电记录的相异度，并将相异度最小的购电记录与售电记录作为最佳匹配记录，并生成电量交易预匹配记录；预匹配记录授权模块，被配置为用于通过区块链获得电量交易预匹配记录并授权，生成电量交易匹配记录以及新的售电记录；电量交易匹配记录上传模块，被配置为用于将电量交易匹配记录和新售电记录上链存储；以及电量交易转账模块，被配置为基于电量交易匹配记录完成交易转账，生成电量交易转账记录并上链存储；其中，售电信息至少包括售电用户ID、能源类型、售电价格、周期供电量、周期可用电量以及供电位置参数；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于区块链的多因素电量交易匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1.通过售电节点提交周期内售电信息；其中，售电信息至少包括售电用户ID、能源类型、售电价格、周期供电量、周期可用电量以及供电位置参数；/nS2.依据所述售电信息生成售电记录并上链存储；/n售电记录至少包括售电记录ID、售电用户ID、环保指标、售电价格、周期供电量、周期可用电量、能源类型、售电用户信誉值以及供电位置参数；/nS3.通过购电节点提交周期内购电信息；购电信息至少包括购电用户ID、环保指标、购电价格、周期需求电量、预传输损耗、能源类型以及购电位置参数；/nS4.依据所述购电信息生成购电记录并上链存储；购电记录至少包括购电记录ID、购电用户ID、环保指标、购电价格、周期需求电量、能源类型、购电用户信誉值和购电位置参数；/nS5.依据所述购电记录采用相异度计算公式进行所述售电记录的预匹配，将相异度最小的购电记录与售电记录作为最佳匹配记录，并生成电量交易预匹配记录；/n电量交易预匹配记录至少包括预匹配记录ID、售电用户ID、购电用户私钥签名、交易价格、周期交易量、环保指标、传输损耗、售电记录ID以及购电记录ID参数；/nS6.售电节点通过区块链获得所述电量交易预匹配记录并授权，生成所述电量交易匹配记录以及新的售电记录；/n电量交易匹配记录至少包括匹配记录ID、售电用户ID、售电用户私钥签名、购电用户私钥签名、交易价格、周期交易量、环保指标、传输损耗、售电记录ID以及购电记录ID参数；/nS7.电量交易匹配记录以及新的售电记录上链存储；/nS8.购电节点依据电量交易匹配记录完成交易转账，生成电量交易转账记录并上链存储；/n电量交易转账记录至少包括转账ID、售电用户ID、电量交易匹配记录ID、购电用户私钥签名、交易价格、周期交易量以及转账金额参数；/n其中，售电节点为对应售电用户的区块链节点，购电节点为对应购电用户的区块链节点。/n...

【技术特征摘要】
1.基于区块链的多因素电量交易匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.通过售电节点提交周期内售电信息；其中，售电信息至少包括售电用户ID、能源类型、售电价格、周期供电量、周期可用电量以及供电位置参数；
S2.依据所述售电信息生成售电记录并上链存储；
售电记录至少包括售电记录ID、售电用户ID、环保指标、售电价格、周期供电量、周期可用电量、能源类型、售电用户信誉值以及供电位置参数；
S3.通过购电节点提交周期内购电信息；购电信息至少包括购电用户ID、环保指标、购电价格、周期需求电量、预传输损耗、能源类型以及购电位置参数；
S4.依据所述购电信息生成购电记录并上链存储；购电记录至少包括购电记录ID、购电用户ID、环保指标、购电价格、周期需求电量、能源类型、购电用户信誉值和购电位置参数；
S5.依据所述购电记录采用相异度计算公式进行所述售电记录的预匹配，将相异度最小的购电记录与售电记录作为最佳匹配记录，并生成电量交易预匹配记录；
电量交易预匹配记录至少包括预匹配记录ID、售电用户ID、购电用户私钥签名、交易价格、周期交易量、环保指标、传输损耗、售电记录ID以及购电记录ID参数；
S6.售电节点通过区块链获得所述电量交易预匹配记录并授权，生成所述电量交易匹配记录以及新的售电记录；
电量交易匹配记录至少包括匹配记录ID、售电用户ID、售电用户私钥签名、购电用户私钥签名、交易价格、周期交易量、环保指标、传输损耗、售电记录ID以及购电记录ID参数；
S7.电量交易匹配记录以及新的售电记录上链存储；
S8.购电节点依据电量交易匹配记录完成交易转账，生成电量交易转账记录并上链存储；
电量交易转账记录至少包括转账ID、售电用户ID、电量交易匹配记录ID、购电用户私钥签名、交易价格、周期交易量以及转账金额参数；
其中，售电节点为对应售电用户的区块链节点，购电节点为对应购电用户的区块链节点。


2.根据权利要求1所述的基于区块链的多因素电量交易匹配方法，其特征在于，
所述步骤S5中，利用K-prototypes算法的相异度计算公式进行所述售电记录的预匹配；
预匹配的具体过程如下：
K-prototypes算法的相异度计算公式如公式(1)所示：
d(Xj,Zi)＝dm(Xj,Zi)+dn(Xj,Zi)(1)
式中，Xj为第j个购电记录，Zi为第i个售电记录；d(Xj,Zi)表示购电记录Xj与售电记录Zi的相异度；dm(Xj,Zi)为数值型属性相异度，dn(Xj,Zi)为非数值型属性相异度；
数值型属性至少包括单位电量交易价格、周期需求电量、环保指标、用户信誉值以及传输损耗参数，其中，用户信誉值包括售电用户信誉值或购电用户信誉值；
数值型属性的计算方式如公式(2)所示；



式中，dm表示欧式距离，P表示数值型属性的数量，αl表示数值型属性l的权重；Xjl表示第j个购电记录的第l个数值型属性，Zil表示第i个售电记录的第l个数值型属性；
非数值型属性包括能源类型，其计算方式如公式(3)所示；



式中，
βq为非数值型属性q的权重，Q表示非数值型属性的数量，Xjq表示j个购电记录的第q个非数值型属性，Ziq表示第i个售电记录的第q个非数值型属性；
利用公式(1)计算得到的相异度d(Xj,Zi)最小的购电记录和售电记录即为最佳匹配记录；
基于以上最佳匹配记录生成所述电量交易预匹配记录。


3.根据权利要求1所述的基于区块链的多因素电量交易匹配方法，其特征在于，
所述步骤S8之后还包括步骤：
S9.进行余量偏差平衡，即利用智能电表检测售电用户和购电用户的电量流动，与区块链上的电量交易匹配记录对比，完成售电用户电力余量的强制平衡，并对违规行为进行处罚。


4.根据权利要求1所述的基于区块链的多因素电量交易匹配方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾崧溥，胡殿凯，郑湘涵，马媛媛，卢晓亮，林晓炜，曹军威，容淳铭，
申请(专利权)人：铭数科技青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37