CN110287186B - 一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***及方法 - Google Patents
一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110287186B CN110287186B CN201910472185.9A CN201910472185A CN110287186B CN 110287186 B CN110287186 B CN 110287186B CN 201910472185 A CN201910472185 A CN 201910472185A CN 110287186 B CN110287186 B CN 110287186B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- data
- block
- module
- grid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000013523 data management Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000007418 data mining Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 43
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 15
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 10
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 10
- 238000011160 research Methods 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 4
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 206010063385 Intellectualisation Diseases 0.000 description 1
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000013524 data verification Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/22—Indexing; Data structures therefor; Storage structures
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/24—Querying
- G06F16/245—Query processing
- G06F16/2458—Special types of queries, e.g. statistical queries, fuzzy queries or distributed queries
- G06F16/2462—Approximate or statistical queries
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/24—Querying
- G06F16/245—Query processing
- G06F16/2458—Special types of queries, e.g. statistical queries, fuzzy queries or distributed queries
- G06F16/2465—Query processing support for facilitating data mining operations in structured databases
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/27—Replication, distribution or synchronisation of data between databases or within a distributed database system; Distributed database system architectures therefor
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Economics (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Public Health (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明涉及一种智能电网技术，具体涉及一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***及方法，该***包括数据采集模块、注册和认证中心、数据索引模块、数据处理与共识模块、智能合约模块、主权区块链网络和电力数据应用模块。不仅解决了智能电网中大量数据带来的电力数据泄露风险问题，还提高了电力数据的挖掘价值、规范了电力数据挖掘过程。通过将国家法律规制写入区块链智能合约中，将多样复杂的电力数据的应用和管理区块链置于法律规制的监督之下，实现区块链中电力用户身份信息可控、智能合约合法性可监督、电力信息针对性开放等优势；并通过电力数据应用业务类型标识的区块链结构提升电力数据的存储与利用效率。
Description
技术领域
本发明属于一种智能电网技术领域，尤其涉及一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***及方法。
背景技术
智能电网组成部分是多元化的，具有输电线路，电网设备，终端传感器设备等，导致智能电网中存在着大量的用电数据，并且这些数据类型具备多样化的特性，例如图片、文字、语音等信息。这些数据一方面具备极大的可挖掘性，可以通过用户与电力公司的双向通信，更好地整合风能和太阳能等新能源发电等技术。另一方面，这些智能电网数据类型的差异可能导致在智能电网内部的关联性及共享性较差，容易造成智能电网内部数据的“信息孤岛”现象，对电网的智能化与数据的优化管理产生一定的影响。并且当这些数据落入恶意行动者手中时，存在着隐私暴露的风险。
由于区块链分布式计算、存储、验证数据等特性，与以智能电网中的分布式数据的挖掘调度在技术需求、结构上有天然的耦合特性。将区块链技术应用在电网中，有助于电力数据的有效挖掘与电网的安全稳定运行。但同时由于智能电网中的电力交易参与主体是电力交易过程中的重要组成部分，意味着电网中的电力交易不能采用完全脱离电网公司管控的完全去中心化方法。将应用于智能电网的区块链置于具备主权的智能合约约束的主权网络监督之下，具备分布式多中心化特征，满足了电网公司对电力交易主体的身份信息和配电信息等数据可控性的需求，避免了完全去中心化的电力交易带来的安全隐患。
随着电力市场的竞争加剧，必将带来不同市场主体之间的新关系与新问题的产生，需要相应的法律体系巩固、规范电力市场的有序运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种将电力交易法律规则写入智能电网主权区块链智能合约中，构建电力市场信用体系，通过数据索引方式提高电力数据在主权区块链中的处理效率的***及方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***，包括智能电网，智能电网包括多个电力用户、多个用电设备；包括数据采集模块、注册和认证中心、数据索引模块、数据处理与共识模块、智能合约模块、主权区块链网络和电力数据应用模块；数据采集模块分别连接所有电力用户和所有用电设备以及数据索引模块，注册与认证模块连接所有电力用户和所有用电设备、数据索引模块、智能合约模块、主权区块链网络和电力数据应用模块，数据索引模块连接智能合约模块和数据处理与共识模块，智能合约模块分别连接数据处理与共识模块、主权区块链网络和电力数据应用模块，数据处理与共识模块连接主权区块链网络，主权区块链网络连接电力数据应用模块；
数据采集模块，用于实现智能电网中的所有电力用户、所有用电设备的电力数据采集；
注册和认证中心，用于在数据采集之前进行智能电网中的所有电力用户、用电设备的注册与认证；
数据索引模块，用于将收集的所有电力用户、用电设备的电力数据进行索引分类处理，将所有电力设备、电力用户ID划分成不同业务类型的数据包；
数据处理与共识模块，利用对应类型的处理与共识节点对已经划分业务类型的数据包生成不同临时区块，并对区块信息一致性进行共识；
智能合约模块，用于将电力市场法律规制写入智能合约中，作为验证智能电网中的操作和数据访问过程是否违约的判定标准；
主权区块链网络，用于将电力数据以区块的形式进行分布式存储，且不同业务类型的区块信息并行生成；
电力数据应用模块，包含电力用户用电计费中心、电能调度中心、电力数据挖掘中心、电力设备故障分析数据库以及智能合约数据库。
一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法，包括以下步骤：
步骤1、通过智能合约模块生成智能合约；智能合约贯穿于整个智能电网中，将电力市场法律规制写入智能合约，作为智能电网中的每个操作和数据访问过程是否违约的判定标准；凡涉及主权区块链记录数据的相关操作出现任何非法动作，将被自动拒绝对电力数据的访问操作并产生违约报告，智能合约模块将违约报告记录在智能合约数据库中并广播到智能电网；
步骤2、在实现数据采集之前先利用注册与认证模块对智能电网中所有电力设备、电力用户进行注册与认证；电力用户或电力设备为所述智能电网数据管理***提供必要的信息，注册与认证模块允许电力用户或电力设备成为智能电网数据管理***的一部分并为其颁发唯一的ID；
步骤3、数据采集模块采集智能电网中所有电力用户、电力设备的电力数据；
步骤4、数据索引模块将收集的电力数据根据智能电网的业务类型进行索引处理，将电力数据以及所有电力设备、电力用户ID划分成不同业务类型的数据包；
步骤5、数据处理与共识模块利用对应不同业务类型的若干处理与共识节点对已经划分业务类型的数据包生成不同临时区块，并对所生成临时区块信息的一致性进行共识；
步骤6、主权区块链网络将电力数据以区块的形式进行分布式存储，且不同的业务类型的区块信息并行生成；
步骤7、电力数据应用模块的电力数据应用类型包含电力用户用电计费、电能调度、电力数据挖掘、电力设备故障分析和智能合约。
在上述的基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法中，步骤1所述智能合约中写入的电力市场法律规制包含：电力市场反不正当竞争法律制度，电力市场反垄断法律制度，电力质量法律制度，电力价格法律制度，电力产业结构调节法律制度，以及电力可持续发展法律制度。
在上述的基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法中，步骤4所述数据索引模块对分类后的电力数据增加业务类型和业务类型内部的ID号两个参数；业务类型具体包含：电力用户用电计费、电能调度、电力数据挖掘、电力设备故障分析和智能合约。
在上述的基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法中，步骤5的实现包括：所述处理与共识节点对涉及到用户身份信息、商业机密信息的电力数据进行脱敏处理，生成一个临时区块；当所述临时区块被对应业务类型中的大多数处理和共识节点验证并接受时，说明所述临时区块被验证成功；验证成功的响应发送回始发节点，处理与共识节点将智能合约脚本与时间戳一起附加到所述临时区块上，并将所述临时区块记入主权区块链中储存；如果所述临时区块不被接受，则重新收集电力数据。
在上述的基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法中，步骤6所述主权区块链网络包含区块格式，区块大小信息，区块头，动作计数器，区块数据记录，区块锁定时间；区块格式具备唯一标识性；区块头包括版本号、前一区块哈希值、时间戳、Merkle根值、随机数和目标哈希值；动作计数器记录所述区块中电力数据读取应用过程中的违规总数；区块数据记录包含所述区块链对应的业务类型及对应的电力数据；区块锁定时间为所述区块在主权区块链中的创建时间。
在上述的基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法中，步骤7所述电力用户用电计费用于记录计费周期内的电力用户用电费用；电能调度用于从能源中心请求电力，并将电能调度给客户；电力数据挖掘用于对电力数据进行挖掘并应用于智能电网后续研究；电力设备故障分析用于记录电力设备故障报告；智能合约用于记录智能电网中违反智能合约的违规报告。
本发明的有益效果：1将电力交易法律规则写入智能电网主权区块链智能合约中，能够自动对电力市场中的电力交易信息进行分析与识别，确保一旦在电力交易过程中存在违约的状态就将违约记录记录于主权区块链中，而当电力交易主体信用恢复时能够及时提高电力交易主体的信用评分，减少因信息不对称对电力交易相关方带来的损失。此外，还可以制定守信的电力交易方奖励机制，有助于维护智能电网电力交易的安全稳定进行，构建电力市场信用体系。
2将智能合约贯穿于整个智能电网中，并运用主权区块链概念，将电力数据的应用和管理的区块链设计置于法律规制的监督之下，实现区块链中账户身份信息可控、智能合约合法性可监督、电力信息针对性开放等优势。
3以增加业务类型标识的主权区块链网络实现电力数据的分布式存储，有利于提高智能电网中电力数据存储与读取应用的工作效率。
附图说明
图1是本发明实施例的基于主权区块链技术的智能电网数据管理***示意图；
图2是本发明实施例的区块结构示意图；
图3是本发明实施例的主权区块链生成示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
为解决智能电网中大量数据带来的电力数据泄露风险、提高电力数据的挖掘价值、规范电力数据挖掘过程，本实施例一种基于主权区块链技术的智能电网电力数据管理***，将电力交易法律规则写入智能电网主权区块链智能合约中，构建电力市场信用体系，并通过数据索引方式提高电力数据在主权区块链中的处理效率。
本实施例通过以下技术方案来实现的，一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***，包括：
数据采集模块1：用于实现智能电网中所有电力用户、用电设备的电力数据采集。
注册和认证中心2：与智能电网中的所有电力用户、电力设备连接，在实现数据采集之前先进行智能电网所有电力用户、电力设备的注册与认证。
数据索引模块3：将收集的电力数据进行索引分类处理，并附带上所有电力设备、电力用户ID形成具备不同业务类型的数据包。
数据处理与共识模块4：用对应类型的处理与共识节点对已经划分业务类型的数据包生成不同临时区块，并对区块信息一致性进行共识。
智能合约模块5：将电力市场法律规制写入智能合约中，作为智能电网中的操作和数据访问过程是否违约的判定标准，以维护电力市场法律规制。
主权区块链网络6：将电力数据以区块的形式进行分布式存储，其中，不同的业务类型的区块信息是并行生成的，而不是串行的。
电力数据应用模块7：具体包含电力用户用电计费中心、电能调度中心、电力数据挖掘中心、电力设备故障分析数据库、以及智能合约数据库。
一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法，包括以下步骤：
S1：智能合约模块5生成智能合约。智能合约贯穿于整个智能电网中，通过将电力市场法律规制写入智能合约中，智能合约是验证智能电网中的每个操作和数据访问过程是否违约的判定标准，以维护电力市场法律规制。
在涉及到主权区块链记录数据的相关操作时，一旦在智能电网中有任何非法动作，都会自动拒绝对电力数据的访问操作并产生违约报告。违约报告标记有相应的电力设备或电力用户ID，智能合约模块5将违约报告记录在智能合约数据库中并广播到智能电网网络上。
智能合约中写入的电力市场法律规制具体包含：电力市场反不正当竞争法律制度，电力市场反垄断法律制度，电力质量法律制度，电力价格法律制度，电力产业结构调节法律制度，以及电力可持续发展法律制度。
S2：注册与认证模块2与智能电网中所有电力设备、电力用户连接，在实现数据采集之前先进行智能电网电力用户、电力设备的注册与认证。
电力用户或电力设备为智能电网管理***提供必要的信息，注册与认证模块2允许电力用户或电力设备成为智能电网管理***的一部分并颁发唯一ID，该ID可以唯一标识***上的每个电力用户或电力设备。
S3：数据采集模块1实现智能电网中的电力数据采集，数据采集的对象为智能电网中的所有电力用户、电力设备。
电力用户或电力设备为智能电网管理***提供必要的信息，注册与认证模块2允许电力用户或电力设备成为智能电网管理***的一部分并颁发唯一ID，该ID可以唯一标识***上的每个电力用户或电力设备。
S4：数据索引模块3将收集的大量电力数据根据智能电网的业务类型进行索引处理，将大规模电力数据以及电力设备、电力用户ID划分成具备不同业务类型的数据包。
数据索引模块3对分类后的电力数据增加两个参数：业务类型和业务类型内部的ID号。业务类型具体包含：电力用户用电计费、电能调度、电力数据挖掘、电力设备故障分析、智能合约等。
S5：数据处理与共识模块4对于已经划分附加业务类型的不同数据包，处理与共识模块中对应不同业务类型的若干处理与共识节点对已经划分业务类型的数据包生成不同临时区块，并对生成的临时区块信息的一致性进行共识。
处理与共识节点对涉及到用户身份信息、商业机密信息的电力数据进行脱敏处理，生成一个临时区块。当该临时区块被对应业务类型中的大多数处理和共识节点验证并接受时，说明该临时区块被成功验证。验证成功的响应被发送回始发节点，处理与共识节点将智能合约脚本与时间戳一起附加到该临时区块上，并将该临时区块记入主权区块链中储存。另一方面，如果该临时区块不被接受，则重新收集电力数据。
S6：主权区块链网络6:将电力数据以区块的形式进行分布式存储，并且不同的业务类型的区块信息是并行生成的，而不是串行的。
主权区块链中的区块结构包含6个部分：第一部分是具备唯一标识性的区块格式。第二部分是区块大小信息，记录该块的大小信息。第三部分是区块头，具体包含版本号、前一区块哈希值、时间戳、Merkle根值、随机数和目标哈希值。第四部分是动作计数器，它记录了该区块中的电力数据的读取应用过程中的违规总数。第五部分为区块数据记录，具体包含该区块链对应的业务类型电力用户用电计费/电能调度/电力数据挖掘/电力设备故障数据库/智能合约数据库以及对应的电力数据。第六部分为区块锁定时间，即该区块在主权区块链中的创建时间。
S7：电力数据应用模块中的电力数据应用类型具体包含电力用户用电计费、电能调度、电力数据挖掘、电力设备故障分析、智能合约。
电力用户用电计费用于记录计费周期内的电力用户用电费用；电能调度负责从能源中心请求电力，并将电能调度给客户；电力数据挖掘负责将电力数据进行挖掘研究应用于电网后续研究；电力设备故障分析用于记录电力设备故障报告；智能合约用于记录智能电网中违反智能合约的违规报告。
具体实施时，如图1所示，本实施例提出的一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法，具体包含以下步骤：
一、智能合约模块5生成智能合约。智能合约贯穿于整个智能电网中，通过将电力市场法律规制写入智能合约中，智能合约负责验证智能电网中的每个操作和数据访问过程是否违约的标准判定，以维护电力市场法律规制。
具体地，在涉及到主权区块链记录数据的相关操作时，一旦在智能电网中的任何非法动作，都会自动拒绝对电力数据的访问操作并产生违约报告。违约报告标记有相应的电力设备或电力用户ID，智能合约模块5将违约报告将被记录在智能合约数据库中并广播到智能电网网络上。
在本实施例中，智能合约中写入的电力市场法律规制具体包含：电力市场反不正当竞争法律制度，电力市场反垄断法律制度，电力质量法律制度，电力价格法律制度，电力产业结构调节法律制度，以及电力可持续发展法律制度。
在本实施例中的法律制度可以细致描述为：
1、电力市场反不正当竞争法律制度，对电力市场上违反诚实信用、公平、自愿交易等不正当竞争行为进行法律规制。通过对诸如侵犯商业秘密、商业贿赂行为、不当促销行为、商业诽谤行为等具体的不正当竞争行为进行规制。
2、电力市场反垄断法律制度，对于市场垄断和基于部门利益出发而形成的行政垄断，将导致资源浪费和技术低下，阻碍生产力的发展，应通过法律予以消除；对于自然条件原因形成的自然垄断，如果人为限制垄断而进行竞争性经营，则可能导致社会资源的浪费和市场秩序的混乱，妨碍社会生产力的发展，也应通过法律予以消除；国家基于此形成的国家垄断便具有积极意义，应通过法律予以确认并使之符合市场经济和生产力发展的客观要求。
3、电力质量法律制度，包括电力质量的监督管理和电力质量责任。其中电力质量监督管理制度包括建立和完善电力质量标准制度，电力质量检验制度和电力企业质量体系认证制度等制度。而电力产品质量责任应包括电力生产者、运输者、销售者的产品质量义务以及违反产品质量义务而给他人人身或财产造成损害所应承担的电力质量责任等内容。
4、电力价格法律制度：通过法律对电力价格进行宏观调控，使其既不损害电力生产、运输、销售者的生产经营积极性，又能兼顾电力使用者的合法权益，以便让电力更好地服务于经济建设。
5、电力产业结构调节法律制度：在法律的规范下对电力产业结构进行宏观调控，以使电力市场上形成结构合理的电力产业结构。
6、电力可持续发展法律制度：使电力市场主体的活动能够既有利于电力资源的开发，也有利于环境保护，还有利于经济的发展，社会的进步，使电力市场主体的市场活动不仅仅满足当代人的利益，也能兼顾代际人的利益，从而实现代际公平。
二、注册与认证模块2与智能电网中的所有电力设备、电力用户连接，在实现数据采集之前先进行智能电网电力设备的注册与认证。
具体地，电力用户或电力设备为智能电网数据管理***提供必要的信息，注册与认证模块2允许用户或电力设备成为智能电网数据管理***的一部分并颁发唯一ID，该ID可以唯一标识智能电网数据管理***上的每个用户或电力设备。
三、数据采集模块1实现智能电网中的电力数据采集，数据采集的对象为智能电网中的所有电力用户、电力设备。
具体地，电力用户或电力设备为智能电网数据管理***提供必要的信息，注册与认证模块2允许电力用户或电力设备成为智能电网数据管理***的一部分并颁发唯一ID，该ID可以唯一标识智能电网数据管理***上的每个电力用户或电力设备。
四、数据索引模块3将收集的大量电力数据根据智能电网的业务类型进行索引处理，将大规模电力数据以及电力设备、电力用户ID划分成具备不同业务类型的数据包。
具体地，本实施例的数据索引模块3对分类后的电力数据增加两个参数：业务类型和业务类型内部的ID号。业务类型具体包含：电力用户用电计费、电能调度、电力数据挖掘、电力设备故障分析、智能合约等。
五、数据处理与共识模块4对于已经划分附加业务类型的不同数据包，处理与共识模块中对应不同业务类型的若干处理与共识节点对已经划分业务类型的数据包生成不同临时区块，并对生成的区块信息的一致性进行共识。
具体地，处理与共识节点对涉及到用户身份信息、商业机密信息的电力数据进行脱敏处理，生成一个临时区块。当该临时区块被对应业务类型中的大多数处理和共识节点验证并接受时，说明该临时区块被成功验证。验证成功的响应被发送回始发节点，处理与共识节点将智能合约脚本与时间戳一起附加到该区块上，并将该区块记入主权区块链中储存。另一方面，如果该临时区块不被接受，则重新收集电力数据。
六、主权区块链网络6将电力数据以区块的形式进行分布式存储。
具体地，如图2所示，主权区块链中的区块结构包含6个部分：第一部分是具备唯一标识性的区块格式。第二部分是区块大小信息，记录该块的大小信息。第三部分是区块头，具体包含版本号、前一区块哈希值、时间戳、Merkle根值、随机数和目标哈希值。第四部分是动作计数器，它记录了该区块中的电力数据的读取应用过程中的违规总数。第五部分为区块数据记录，具体包含该区块链对应的业务类型电力用户用电计费/电能调度/电力数据挖掘/电力设备故障数据库/智能合约数据库以及对应的电力数据。第六部分为区块锁定时间，即该区块在主权区块链中的创建时间。
主权区块链的生成过程如图3所示，不同的业务类型的区块信息是并行生成的，而不是串行的。以增加业务类型标识的主权区块链网络6实现电力数据的分布式存储，有利于提高智能电网中电力数据存储与读取应用的工作效率。
七、电力数据应模块中的电力数据应用类型具体包含电力用户用电计费、电能调度、电力数据挖掘、电力设备故障分析、智能合约。
具体地，电力用户用电计费用于记录计费周期内的电力用户用电费用；电能调度负责从能源中心请求电力，并将电能调度给客户；电力数据挖掘负责将电力数据进行挖掘研究应用于电网后续研究；电力设备故障分析用于记录电力设备故障报告；智能合约用于记录智能电网中违反智能合约的违规报告。
本实施例通过将国家法律规制写入区块链智能合约中，将多样复杂的电力数据的应用和管理区块链置于法律规制的监督之下，实现区块链中电力用户身份信息可控、智能合约合法性可监督、电力信息针对性开放等优势；并通过电力数据应用业务类型标识的区块链结构提升电力数据的存储与利用效率。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
虽然以上结合附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (7)
1.一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***，包括智能电网，智能电网包括多个电力用户、多个用电设备；其特征是，包括数据采集模块、注册和认证中心、数据索引模块、数据处理与共识模块、智能合约模块、主权区块链网络和电力数据应用模块；数据采集模块分别连接所有电力用户和所有用电设备以及数据索引模块，注册与认证模块连接所有电力用户和所有用电设备、数据索引模块、智能合约模块、主权区块链网络和电力数据应用模块，数据索引模块连接智能合约模块和数据处理与共识模块，智能合约模块分别连接数据处理与共识模块、主权区块链网络和电力数据应用模块，数据处理与共识模块连接主权区块链网络，主权区块链网络连接电力数据应用模块；
数据采集模块，用于实现智能电网中的所有电力用户、所有用电设备的电力数据采集；
注册和认证中心，用于在数据采集之前进行智能电网中的所有电力用户、用电设备的注册与认证；
数据索引模块，用于将收集的所有电力用户、用电设备的电力数据进行索引分类处理，将所有电力设备、电力用户ID划分成不同业务类型的数据包；
数据处理与共识模块，利用对应类型的处理与共识节点对已经划分业务类型的数据包生成不同临时区块，并对区块信息一致性进行共识；
智能合约模块，用于将电力市场法律规制写入智能合约中，作为验证智能电网中的操作和数据访问过程是否违约的判定标准；
主权区块链网络，用于将电力数据以区块的形式进行分布式存储，且不同业务类型的区块信息并行生成；
电力数据应用模块，包含电力用户用电计费中心、电能调度中心、电力数据挖掘中心、电力设备故障分析数据库以及智能合约数据库。
2.一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1、通过智能合约模块生成智能合约；智能合约贯穿于整个智能电网中，将电力市场法律规制写入智能合约，作为智能电网中的每个操作和数据访问过程是否违约的判定标准；凡涉及主权区块链记录数据的相关操作出现任何非法动作，将被自动拒绝对电力数据的访问操作并产生违约报告，智能合约模块将违约报告记录在智能合约数据库中并广播到智能电网；
步骤2、在实现数据采集之前先利用注册与认证模块对智能电网中所有电力设备、电力用户进行注册与认证；电力用户或电力设备为所述智能电网数据管理***提供必要的信息，注册与认证模块允许电力用户或电力设备成为智能电网数据管理***的一部分并为其颁发唯一的ID；
步骤3、数据采集模块采集智能电网中所有电力用户、电力设备的电力数据；
步骤4、数据索引模块将收集的电力数据根据智能电网的业务类型进行索引处理，将电力数据以及所有电力设备、电力用户ID划分成不同业务类型的数据包；
步骤5、数据处理与共识模块利用对应不同业务类型的若干处理与共识节点对已经划分业务类型的数据包生成不同临时区块，并对所生成临时区块信息的一致性进行共识；
步骤6、主权区块链网络将电力数据以区块的形式进行分布式存储，且不同的业务类型的区块信息并行生成；
步骤7、电力数据应用模块的电力数据应用类型包含电力用户用电计费、电能调度、电力数据挖掘、电力设备故障分析和智能合约。
3.如权利要求2所述的基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法，其特征是，步骤1所述智能合约中写入的电力市场法律规制包含：电力市场反不正当竞争法律制度，电力市场反垄断法律制度，电力质量法律制度，电力价格法律制度，电力产业结构调节法律制度，以及电力可持续发展法律制度。
4.如权利要求2所述的基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法，其特征是，步骤4所述数据索引模块对分类后的电力数据增加业务类型和业务类型内部的ID号两个参数；业务类型具体包含：电力用户用电计费、电能调度、电力数据挖掘、电力设备故障分析和智能合约。
5.如权利要求2所述的基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法，其特征是，步骤5的实现包括：所述处理与共识节点对涉及到用户身份信息、商业机密信息的电力数据进行脱敏处理，生成一个临时区块；当所述临时区块被对应业务类型中的大多数处理和共识节点验证并接受时，说明所述临时区块被验证成功；验证成功的响应发送回始发节点，处理与共识节点将智能合约脚本与时间戳一起附加到所述临时区块上，并将所述临时区块记入主权区块链中储存；如果所述临时区块不被接受，则重新收集电力数据。
6.如权利要求2所述的基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法，其特征是，步骤6所述主权区块链网络包含区块格式，区块大小信息，区块头，动作计数器，区块数据记录，区块锁定时间；区块格式具备唯一标识性；区块头包括版本号、前一区块哈希值、时间戳、Merkle根值、随机数和目标哈希值；动作计数器记录所述区块中电力数据读取应用过程中的违规总数；区块数据记录包含所述区块链对应的业务类型及对应的电力数据；区块锁定时间为所述区块在主权区块链中的创建时间。
7.如权利要求2所述的基于主权区块链技术的智能电网数据管理方法，其特征是，步骤7所述电力用户用电计费用于记录计费周期内的电力用户用电费用；电能调度用于从能源中心请求电力，并将电能调度给客户；电力数据挖掘用于对电力数据进行挖掘并应用于智能电网后续研究；电力设备故障分析用于记录电力设备故障报告；智能合约用于记录智能电网中违反智能合约的违规报告。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910472185.9A CN110287186B (zh) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | 一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910472185.9A CN110287186B (zh) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | 一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110287186A CN110287186A (zh) | 2019-09-27 |
| CN110287186B true CN110287186B (zh) | 2023-01-03 |
Family
ID=68003118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910472185.9A Active CN110287186B (zh) | 2019-05-31 | 2019-05-31 | 一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110287186B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111127219A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-05-08 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | 基于区块链智能合约的电力保险理赔方法和装置 |
| CN110866266A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-03-06 | 南昌航空大学 | 一种保护数据安全的bcmcps框架 |
| CN111125094A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-05-08 | 怀化建南电子科技有限公司 | 基于区块链的电力数据存储*** |
| CN111460042B (zh) * | 2020-04-24 | 2022-06-14 | 国网吉林省电力有限公司 | 一种异构多***间电网用户标志信息同步和匹配方法 |
| CN111986047A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-24 | 浙江中新电力工程建设有限公司 | 基于区块链的微电网电力调度***及其调度方法 |
| CN112184480B (zh) * | 2020-09-18 | 2023-10-24 | 西安交通大学 | 一种基于区块链的电能品质溯源***及方法 |
| CN112531891A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-19 | 辽宁东科电力有限公司 | 一种基于区块链的输电线路在线监测***参数数据处理与定位方法 |
| CN112927079A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-08 | 广东电网有限责任公司 | 基于区块链的电力行业数字资产化管理 |
| CN112988895A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-18 | 广东工业大学 | 一种基于区块链的工业装备故障定位追溯方法及*** |
| CN114140138B (zh) * | 2021-12-03 | 2023-02-03 | 西华大学 | 一种基于区块链技术的市场监管一致性核查方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107122958A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-09-01 | 电子科技大学 | 一种基于区块链的电子合约框架*** |
| WO2018032372A1 (zh) * | 2016-08-13 | 2018-02-22 | 深圳市樊溪电子有限公司 | 基于区块链技术的可信电力网络交易平台 |
| CN108833081A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-16 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于区块链的设备组网认证方法 |
-
2019
- 2019-05-31 CN CN201910472185.9A patent/CN110287186B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018032372A1 (zh) * | 2016-08-13 | 2018-02-22 | 深圳市樊溪电子有限公司 | 基于区块链技术的可信电力网络交易平台 |
| CN107122958A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-09-01 | 电子科技大学 | 一种基于区块链的电子合约框架*** |
| CN108833081A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-16 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于区块链的设备组网认证方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110287186A (zh) | 2019-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110287186B (zh) | 一种基于主权区块链技术的智能电网数据管理***及方法 | |
| Cheng et al. | Research on application model of blockchain technology in distributed electricity market | |
| CN113438084B (zh) | 一种基于r-pbft共识算法和时间戳的绿电溯源方法及*** | |
| CN109086630A (zh) | 一种基于区块链的电力信息溯源追踪方法 | |
| Dzobo et al. | Proposed framework for blockchain technology in a decentralised energy network | |
| CN112991060A (zh) | 基于区块链的碳迹数据跟踪的方法、装置及存储介质 | |
| CN110264325A (zh) | 一种基于区块链的***审核方法及装置 | |
| CN114357473A (zh) | 一种基于区块链的虚拟电厂聚合与分布式调控***及方法 | |
| Yagmur et al. | Blockchain-based energy applications: The DSO perspective | |
| CN113379485A (zh) | 基于哈希算法与二次报价的需求响应竞价交易方法及*** | |
| Yan et al. | Blockchain‐based framework of power demand response in China | |
| Al-Madani et al. | Implications of blockchain deployment in energy supply chain management: report integrity | |
| Yang et al. | A double-chain blockchain with economic attributes and network constraints of prosumer transactions | |
| Liu et al. | Application of blockchain technology in electric vehicle charging piles based on electricity Internet of Things | |
| Peng et al. | Research on blockchain technology and media industry applications in the context of big data | |
| Wang et al. | Research on Integrated Energy Trading Mechanism Based on Blockchain Smart Contract Technology | |
| Yu et al. | Blockchain in smart grids: a review of recent developments | |
| CN114119278A (zh) | 一种基于区块链技术的多站融合电力资源管理*** | |
| Wang et al. | Architecture design and application of distributed power trading system based on blockchain asynchronous consensus | |
| Zamfirescu et al. | Blockchain technology application in improving of energy efficiency and power quality | |
| Zhao et al. | Design and implementation of green power traceability system based on blockchain technology in the 2022 Beijing winter olympics | |
| Qingbin et al. | Research on Application of Blockchain Technology in Airport Aviation Security | |
| Wang et al. | Research on the application of identifier resolution and blockchain technology in the new energy field | |
| Li et al. | Research on Application of Blockchain Technology in Distributed Energy Trading of Microgrid | |
| Yang et al. | Design and Implementation of Energy Internet Big Data System Based on Blockchain |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |