李峰

摘要：在微電網交易的應用場景中，針對不依賴于可信第三方與額外信任假設難以在純分布式微電網中進行信任管理與交易的問題，本文借助區塊鏈與匹配機制設計了適用于微電網交易主體信任評價的方法，以實現對分布式微電網中主體的信任管理。基于主體的歷史交易完成比，對每個電力售賣者進行信用評分，通過信用-價格匹配機制，在電力交易過程中結合給出的售電價格，使用戶和電力公司在相互之間沒有信任的前提下匹配到最適合的交易對象，完成電力交易。

關鍵詞：區塊鏈;微電網電力交易;聯盟鏈;數據隱私;高效交易

引言

針對分布式微電網新能源電力交易問題，基于主體的歷史交易完成比提出一種適用于交易的匹配策略。將匹配度量化為對實體信用與電力售價的考察，并借助區塊鏈實現信用數據的有效共享與周期評估。當消費者在進行購電行為收到不同生產者的電價信息時，可從區塊鏈賬本中得知該生產者的交易信用值，并篩選出合適的交易方。算例分析表明：所提策略能夠有效量化信用，結合售電價格匹配到最適合的交易方。

1基于區塊鏈的網絡模型

1.1通信網絡模型

基于區塊鏈的通信網絡模型的拓撲結構如圖1所示，其組成元素為：監管機構，包括分布式新能源交易聯盟以及負責傳輸電力、保障交易的電網公司;電力公司，分為新能源發電和常規能源發電，新能源包括風能、太陽能等，常規能源包括水力發電、火力發電等;電力消費方，主要指充電樁、居民用戶、工廠等。所有參與方構成電力交易的主體，各交易主體與運行區塊鏈節點的智能設備一一對應，每個節點的智能設備代表該節點的賬戶地址，通過智能設備記錄的電量變化來表示交易信息，在電力交割階段結束時，智能設備可通過通信網絡反饋發用電數據以觸發交易結算。

1.2初始化信息

為了能夠方便響應分布式微電網交易所DME中各主體間的交易，電網公司、信息中心等相關部門需明確所有參與者的真實身份，且參與者的交易數據存在一定的隱私性，不應被DME外的主體隨意讀取，因此，本文選擇聯盟鏈作為實現方案。為了清晰地知道每個節點的真實身份，分發公鑰和對應的私鑰，將這些明文數據通過區塊鏈直接上鏈，這些數據能方便其他參與方直觀了解相應節點的身份信息。電力公司身份信息為I，消費主體身份信息為J。其中IDname、address、phone、type分別表示營業賬號、公司地址、公司電話、能源類型，這是明確的公開數據，其真實性可以通過聯盟鏈中作為監管節點的政府相關部門等權威節點確認，監管節點同時負責微電網電力交易聯盟中新成員加入的身份認證，防止假冒身份者進入微電網電力交易中，交易交割階段每個區塊都記錄一個主體達成的交易。

2電力交易交割策略

發布交易請求配電網的所有電力交易參與方時刻監聽配電網通信網絡的區塊鏈信息。消費主體提交擬交易電量，用自身的私鑰加密再經Hash算法產生電力交易需求信息摘要后，將加密的摘要與電力交易需求信息加入區塊鏈中，并通過配電網通信網絡向配電網的所有電力交易參與方廣播包含該電力交易需求的區塊鏈信息。定義3申報信息。申報信息s=（j），t，e，jsig（te）。其中，j為消費主體的身份標識，在入網時頒發，且不可改變;t為時間憑證，由消費主體向認證機構申請，是消費主體在申報發出時所處的時間點證明;e為申報電量，由消費主體自主發起;jsig（te）為消費主體對交易發起時間和申報電量的數字簽名。消費者發布自身的申報信息到區塊鏈網絡中，每個電力公司接收包含最新交易請求的區塊鏈信息，并根據自身的發電情況判斷是否接受該電力交易。如果不接受，則忽略該交易。如果有交易意向，則對消費主體申報的電量進行檢測，然后根據發布電力申報信息的參與方公鑰解密發布方的Hash摘要，并與收到的電力交易需求信息的Hash計算值進行比較驗證。

當2個信息摘要的數值一致時，則可判斷該區塊鏈信息沒有被偽造或篡改，是發布方發出的真實電力交易請求;反之，則丟棄該區塊鏈信息。驗證通過后電力公司用自身的私鑰加密有交易意向的區塊鏈信息并發給該電力交易需求的發布方。

3 基于區塊鏈的微電網電力交易設計

合同公司分為兩部分：會議服務器和倉儲服務器。交易服務器主要用于用戶配對以及交易的實施和完成，還需要支持電子貨幣轉換（如比特幣）和貨幣兌換業務，這些業務儲存關于每項交易的全部信息。電力交換系統可分為三個部分：用戶登記、數據隱私保護設計和兼容性機制。

3.1用戶注冊

在用戶登記時，用戶需要向控制中心提供自己的身份信息，該中心將根據用戶信息制作公用鑰匙和專用鑰匙，一旦中心登記后，該中心將成為該網絡的合法用戶。交易前的合法用戶，由于合同“聚合”商將所有部件都保存在信息網絡中，因此在小功率網絡中，他們在進行交易時只需要數據頭驗證，他們能夠完成交易，這大大減少了用戶需要儲存的信息，大大節省了儲存資源，并提高了效率。

3.2數據隱私設計

通過多種手段保護隱私。通過若干手段，可在每項交易中建立新的賬戶，作為保護買方和能源銷售商信息的一種手段。確定動態“b”數字，以確定是否需要重新創建用戶，如果賣方需要的替代貨幣少于b，則無需設立新賬戶，反之亦然。如果他們完成審查一種模式，雖然對防御系統的攻擊可能在一定程度上受到攻擊，但這些數據的攻擊可能會聽到任何行動，攻擊者可能會隨意選擇計算，從而盜取數據，因此使用。

結語

綜上，隨著太陽能、風能和生物量等新能源的開發和廣泛應用，新能源以小型電網為形式的高滲透率將新能源與配電網連接起來，從根本上改變了配電網的能源結構。配電網絡可以為小電網輸送電力，也可以從小型電網的新能源接收能源，小型電網已經從單向轉向雙向，使能源結構更加復雜。與此同時，風能和太陽能受到諸如地理位置和天氣條件等客觀因素的影響，電力具有斷斷續續和不分青紅皂白的特點，增加了分配網絡中能源分配的不確定性。從能源利用的角度來看，負載多樣化已導致結構和分配網絡支持的微觀流發生重大變化，這就需要新的良好的貿易和能源管理機制，以實現有效的能源分配。

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