CN113450183A - 基于区块链的电动汽车p2p电力交易方法、***及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电力交易领域，公开了一种基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法、***及设备，包括：根据电动汽车的电力交易范围，在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题，得到各电力交易区域的能源分配方案集，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量；获取电动汽车与各电力交易区域的地理距离，根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域；根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量选取能源分配方案，根据能源分配方案进行电力交易。适用于实际电力交易市场，提升了电力交易方法的实用性，实现多方利益的最大化。

Description

基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法、***及设备
技术领域
本发明属于电力交易领域，涉及一种基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法、***及设备。
背景技术
在绿色、低碳、节能交通的背景下，传统汽车企业纷纷转战新能源，购车消费者也越来越倾向于选择电动汽车。电动汽车数量的大幅增加将会导致功率损耗增加、变压器和电缆过载及电能质量降低等问题。可再生能源发电及相关产业的技术进步以及新一轮电力体制改革的有序推进，促使了能源消费者主动参与电力交易，变为能源的产消者，大量涌入售电侧市场参与竞争。通过对产消者进行合理资源调度和管理，可以实现局部电能共享，具有能源就地消纳、配网扩容、降低运行成本等优点。电力交易中的关键问题在于如何设计灵活、有效的交易机制，实现能源资源的有效配置。由于配网中产消者数量庞大，单笔交易规模小，配网传统的集中式交易会面临运行效率低、决策耗时长的问题。
为解决上述问题，提出由交互能源机制(Transactive energy,TE)支撑的电动汽车点对点(Peer-to-peer,P2P)电力交易模式。在P2P电力交易中，所有参与的电动汽车作为“产消者”，根据自身能源状况选择向其他电动汽车购买所需电量或出售多余电量。通过合理的机制，可以使产消者在P2P交易市场中进行自管理运行，从而避免产消者集中运算乏力的问题。电动汽车P2P电力交易机制不仅有助于提高能源使用效率，减少区域内的负载，缓解电网压力；还可以使买方车主降低能源成本、给卖方车主带来额外收入。
但是，目前关于电动汽车P2P电力交易的研究大多是从买方或电力公司的利益出发，且较少考虑到能源需求的不确定性，想要同时提高买卖双方的利益难度较大。除此之外，传统的P2P电力交易研究通常将所有个体按地理位置划分区域，进行本地区域内的交易研究，但是其他相邻区域与本地区域之间的竞争关系却往往被忽略。因此，在电动汽车P2P电力交易中，如何为参与者提供买卖双方匹配策略和交易机制，从而保证总体效益的最大化，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中，电动汽车P2P电力交易的买卖双方的利益低的缺点，提供一种基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法、***及设备。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明第一方面，一种基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，包括以下步骤：
获取电动汽车的电力交易范围；
根据电动汽车的电力交易范围，在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题，得到各电力交易区域的能源分配方案集；
根据电动汽车的电力交易范围，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量；
获取电动汽车与各电力交易区域的地理距离，根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域；
根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从电动汽车的电力交易区域的能源分配方案集中选取能源分配方案，根据能源分配方案进行电力交易。
本发明基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法进一步的改进在于：
所述获取电动汽车的电力交易范围的具体方法为：
获取电动汽车的车辆类型信息、实时运行数据、下一时段预估里程、当前电池电量以及电池容量；
根据电动汽车的车辆类型信息、实时运行数据以及下一时段预估里程，通过预设的能源消耗预测模型，得到电动汽车的能源消耗预测值；
根据电动汽车的能源消耗预测值、当前电池电量以及电池容量，得到电动汽车的电力交易范围。
所述在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题时，采用基于分解的多目标进化算法求解。
所述根据电动汽车的电力交易范围，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量的具体方法为：
根据电动汽车的电力交易范围，通过预设的区域间竞争模型，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量。
所述根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域的具体方法为：
获取电动汽车的单位行驶成本，结合电动汽车与各电力交易区域的地理距离，得到电动汽车与各电力交易区域的行驶成本；
根据各电力交易区域的能源报价以及电动汽车的电力交易范围，得到电动汽车与各电力交易区域的电力交易成本；
将电动汽车的行驶成本与电力交易成本之和最小的电力交易区域，确定为电动汽车的电力交易区域。
所述根据能源分配方案进行电力交易的具体方法为：
根据能源分配方案，确定电动汽车与电力交易区域内的能源中介之间的交易信息，根据交易信息并通过区块链进行电动汽车和能源中介之间的电力交易。
所述根据交易信息并通过区块链进行电动汽车和能源中介之间的电力交易的具体方法为：
获取电动汽车的以太坊账户和能源中介的以太坊账户，电动汽车和能源中介根据交易信息并通过以太坊账户完成电力交易，并将交易记录写入电动汽车的以太坊账户和能源中介的以太坊账户。
本发明第二方面，一种基于区块链的电动汽车P2P电力交易***，包括：
信息获取模块，用于获取电动汽车的电力交易范围；
区域内优化模块，用于根据电动汽车的电力交易范围，在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题，得到各电力交易区域的能源分配方案集；
区域件优化模块，用于根据电动汽车的电力交易范围，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量；
交易区域确定模块，用于获取电动汽车与各电力交易区域的地理距离，根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域；
电力交易模块，用于根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从电动汽车的电力交易区域的能源分配方案集中选取能源分配方案，根据能源分配方案进行电力交易。
本发明第二方面基于区块链的电动汽车P2P电力交易***进一步的改进在于：
所述电力交易模块包括选取模块以及区块链交易模块；选取模块用于根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从电动汽车的电力交易区域的能源分配方案集中选取能源分配方案；区块链交易模块用于根据能源分配方案，确定电动汽车与电力交易区域内的能源中介之间的交易信息，根据交易信息并通过区块链进行电动汽车和能源中介之间的电力交易。
本发明第三方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，通过获取电动汽车的电力交易范围；然后根据电动汽车的电力交易范围，在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题，得到各电力交易区域的能源分配方案集；实现电力交易区域内的优化，进而，根据电动汽车的电力交易范围，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量，实现各电力交易区域内的优化，然后通过获取电动汽车与各电力交易区域的地理距离，根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域，并根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从电动汽车的电力交易区域的能源分配方案集中选取能源分配方案，根据能源分配方案进行电力交易，经过电力交易区域内-电力交易区域间的两步交易优化机制，得到所有相邻电力交易区域范围内的最佳能源分配方案，相较于现有的基于本地电力交易区域的单一目标电力交易优化方法，考虑电力交易区域内交易各方的整体收益和电力交易区域间的竞争关系，更适用于实际电力交易市场的情况，极大地提升了电动汽车P2P电力交易优化方案的实用性，进而抑制电力交易区域内电网的用电波动，实现多方利益的最大化，实现储能***在大范围内的共享、共用，提升电网的运行稳定性并有效降低能源成本。
进一步的，相较于现有的基于活动模型间接预测的方法，通过采用训练集成学习预测模型得到的能源消耗预测模型直接预测电动汽车的能源消耗预测值，更有利于减少误差传递，进而提高电动汽车的电力交易范围的准确性。
进一步的，引入以太坊区块链技术，保证电动汽车P2P电力交易的隐私安全，实现了经济性与安全性的统一。
附图说明
图1为本发明实施例的基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法流程图；
图2为本发明实施例的能源消耗预测模型的工作原理示意图；
图3为本发明实施例的电动汽车P2P电力交易与区块链的信息交互框架图；
图4为本发明实施例的基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法实施环境示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明一实施例中，提供一种基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，经过区域内-区域间的两步交易优化机制，得到所有相邻区域范围内的最佳能源分配方案，适用于实际电力交易市场，极大地提升了电动汽车P2P电力交易优化方案的实用性和安全性。
具体的，该基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法包括以下步骤。
S1：获取电动汽车的电力交易范围。
本实施例中，获取电动汽车的电力交易范围的具体方法为：获取电动汽车的车辆类型信息、实时运行数据、下一时段预估里程、当前电池电量以及电池容量；根据电动汽车的车辆类型信息、实时运行数据以及下一时段预估里程，通过预设的能源消耗预测模型，得到电动汽车的能源消耗预测值；根据电动汽车的能源消耗预测值、当前电池电量以及电池容量，得到电动汽车的电力交易范围。
其中，车辆类型信息包括车辆唯一标号、车辆动力类型、车辆电池种类以及车辆电池容量；实时运行数据包括时间、行驶状态、充电状态、电量状态以及经纬度信息。
具体的，在获取电动汽车的车辆类型信息、实时运行数据、下一时段预估里程、当前电池电量以及电池容量后，需要进行数据的预处理，包括对缺失值、异常值、离群值的处理，基于预处理后的数据，得到能源需求的特征。
参见图2，将电动汽车的车辆类型信息、实时运行数据以及下一时段预估里程，通过预设的能源消耗预测模型，得到电动汽车的能源消耗预测值。其中，能源消耗预测模型通过如下方式得到。
获取并采用电动汽车的历史运行数据，训练构建的集成学习预测模型，得到能源消耗预测模型。其中，集成学习预测模型采用LightGBM算法构建，LightGBM算法是一种基于直方图的决策树算法，采用叶子明智策略，对增益最大的叶子节点进行***，通过单边梯度采样、互斥特征捆绑和直方图算法分别实现减少样本维度、减少特征维度、减少内存占用。
在获取电动汽车的能源消耗预测值后，根据电动汽车的能源消耗预测值、当前电池电量以及电池容量，将参与交易的电动汽车分为能源买方和能源卖方，具体的，如果电动汽车当前电量无法满足下一时段预估里程的需求，则电动汽车将以能源买方的身份参与交易，即买方电动汽车；反之，如果电动汽车当前电量可以满足下一时段预估里程的需求并有能源盈余，电动汽车将以能源卖方的身份参与交易，即卖方电动汽车。区别在于与能源中介交易时，能源买方和能源卖方的电力交易量采用相反的符号表征。
然后，考虑到能源需求的不确定性，根据电动汽车的能源消耗预测值、当前电池电量以及电池容量，分别确定所述的买方能源需求范围和卖方能源供应范围，即电动汽车的电力交易范围。
具体的，买方电动汽车EBi的能源需求最小值di,min和最大值di,max通过下式得到：
Figure BDA0003115446820000091
Figure BDA0003115446820000092
Figure BDA0003115446820000093
其中，
Figure BDA0003115446820000094
为能源消耗预测模型给出的买方电动汽车EBi的能源消耗预测值，demandi为买方电动汽车EBi在下一时段的预计能源需求量，
Figure BDA0003115446820000095
表示买方电动汽车EBi在t时段的电量状况，
Figure BDA0003115446820000096
买方电动汽车EBi的电池容量。类似的，卖方电动汽车ESj的能源需求最小值sj,min和最大值sj,max通过下式得到：
Figure BDA0003115446820000097
Figure BDA0003115446820000098
Figure BDA0003115446820000099
其中，
Figure BDA00031154468200000910
为能源消耗预测模型给出的卖方电动汽车ESj的能源消耗预测值，supplyj为卖方电动汽车ESj在下一时段的预计能源供应量，
Figure BDA00031154468200000911
表示卖方电动汽车ESj在t时段的电量状况，
Figure BDA00031154468200000912
表示卖方电动汽车ESj的电池容量。
S2：根据电动汽车的电力交易范围，在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题，得到各电力交易区域的能源分配方案集。
其中，基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题通过如下方式构建：
首先，根据电动汽车的电力交易信息和电力交易损耗，分别定义能源买方和能源卖方的效益函数。
具体的，电力交易区域k内买方电动汽车
Figure BDA00031154468200000913
和卖方电动汽车
Figure BDA00031154468200000914
的满意度函数(收益函数)分别通过下式定义：
Figure BDA00031154468200000915
Figure BDA0003115446820000101
其中，ωi和ωj分别表示买方电动汽车
Figure BDA0003115446820000102
的充电意愿常数和卖方电动汽车
Figure BDA0003115446820000103
的放电意愿常数，
Figure BDA0003115446820000104
表示买方电动汽车
Figure BDA0003115446820000105
的能源需求，
Figure BDA0003115446820000106
表示买方电动汽车
Figure BDA0003115446820000107
的能源需求最小值，
Figure BDA0003115446820000108
为卖方电动汽车
Figure BDA0003115446820000109
在交易中的电量总交易量，
Figure BDA00031154468200001010
为卖方电动汽车
Figure BDA00031154468200001011
在交易中供应给买方电动汽车
Figure BDA00031154468200001012
的电量。
其次，区域k内买方电动汽车
Figure BDA00031154468200001013
和卖方电动汽车
Figure BDA00031154468200001014
的成本函数定义为下式：
Figure BDA00031154468200001015
Figure BDA00031154468200001016
Figure BDA00031154468200001017
Figure BDA00031154468200001018
Figure BDA00031154468200001019
Figure BDA00031154468200001020
其中，C1(.)表示交易参与者需要向能源中介支付的管理费用，q为电力交易区域的能源中介向参与交易的电动汽车收取的管理费用费率，C2(.)表示电力传输损失，l1和l2为电力传输损失常数，C(.)表示总成本函数。
基于电动汽车收益最大化为目标构建多目标优化问题，定义为下式：
Figure BDA00031154468200001021
Figure BDA00031154468200001022
Figure BDA00031154468200001023
Figure BDA00031154468200001024
其中，
Figure BDA00031154468200001025
和
Figure BDA00031154468200001026
分别表示电力交易区域k的买方电动汽车
Figure BDA00031154468200001027
和卖方电动汽车
Figure BDA00031154468200001028
的能源需求最大值。
本实施例中，根据电动汽车的电力交易范围，在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题时，采用了基于分解的多目标进化算法求解。基于分解的多目标进化算法基于一组均匀分布的权重向量，采用切比雪夫聚合方法，将多目标优化问题分解为N个标量的子问题，通过进化出一个解的种类来同时解决所有子问题。其中，N为算法中定义的种群大小。
最后，通过求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题，得到各电力交易区域的能源分配方案集，能源分配方案集内的各能源分配方案之间不具有支配性，即各能源分配方案两两间相比，每个能源分配方案都至少存在一个更优目标。
S3：根据电动汽车的电力交易范围，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量。
本实施例中，根据电动汽车的电力交易范围，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量的具体方法为：根据电动汽车的电力交易范围，通过预设的区域间竞争模型，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量。
其中，区域间竞争模型采用下述方式构建：基于超模博弈理论建立。
具体的，基于超模博弈理论，定义博弈参与者为各电力交易区域的能源中介，各参与者的策略集为该区域的电价报价pk，通过下式得到各区域的收益函数πk：
Figure BDA0003115446820000111
其中，pk为电力交易区域k的能源中介AGk的电价报价，
Figure BDA0003115446820000112
为与电力交易区域k相邻的其他电力交易区域电价报价向量，
Figure BDA0003115446820000113
为电力交易区域k内买方电动汽车的能源需求，表示为下式：
Figure BDA0003115446820000114
其中，
Figure BDA0003115446820000121
和
Figure BDA0003115446820000122
分别表示电力交易区域k的买方电动汽车的能源需求最小值和最大值，α1和α2为大于零的常数，σ为激活函数，定义如下：
Figure BDA0003115446820000123
然后，初始化电力交易区域和相邻电力交易区域的电价报价，将各电力交易区域的电价报价代入区域间竞争模型，得到纳什均衡及各区域报价收敛结果，即各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量。
S4：获取电动汽车与各电力交易区域的地理距离，根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域。
本实施例中，根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域的具体方法为：获取电动汽车的单位行驶成本，结合电动汽车与各电力交易区域的地理距离，得到电动汽车与各电力交易区域的行驶成本；根据各电力交易区域的能源报价以及电动汽车的电力交易范围，得到电动汽车与各电力交易区域的电力交易成本；将电动汽车的行驶成本与电力交易成本之和最小的电力交易区域，确定为电动汽车的电力交易区域。
具体的，根据各电力交易区域的能源报价和地理位置，定义使买方成本最小化的优化问题以选择交易的电力交易区域。
根据本地区域和相邻区域的能源报价及地理距离，通过下式定义选择交易区域的优化问题：
Figure BDA0003115446820000124
其中，pk为目标电力交易区域的电价报价，ri,k为当前所在电力交易区域到目标电力交易区域的地理距离，δ1和δ2为大于零的常数。
S5：根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从电动汽车的电力交易区域的能源分配方案集中选取能源分配方案，根据能源分配方案进行电力交易。
具体的，根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从能源分配方案集中选取对应的能源分配方案，得到最终的电力交易方案。
然而，在电动汽车即时充电应用场景中，P2P电力交易仍然面临着交易信息泄露等安全隐患。区块链是通过密码学串接并保护的分布式数据库，它不易篡改且由全体成员维护数据，因而具有很高的安全性和透明性。近年来，电力交易领域一直被认为是区块链技术最具发展前景的领域之一，一方面，区块链技术可以有效解决电力交易中出现的交易者隐私信息暴露以及交易个体与交易平台之间信任等问题；另一方面，区块链对交易的记录为监管部门进行管理提供了便利，增加了数据的可信度。
因此，本实施例中，参见图3，根据能源分配方案进行电力交易的具体方法为：根据能源分配方案，确定电动汽车与电力交易区域内的能源中介之间的交易信息，根据交易信息并通过区块链进行电动汽车和能源中介之间的电力交易。
具体的，根据得到的电力交易方案，每个买方电动汽车EBi需要向能源中介支付的费用为：
pay(EBi)＝pkdi+qdi
卖方电动汽车ESj需要向中介支付的费用为：
pay(ESj)＝pksj-qsj
其中，di＝ρsj，ρ为平均电力传输效率。
其中，通过区块链完成交易的方法为：获取电动汽车的以太坊账户和能源中介的以太坊账户，电动汽车和能源中介根据交易信息并通过以太坊账户完成电力交易，并将交易记录写入电动汽车的以太坊账户和能源中介的以太坊账户。
具体的，为每位参与交易的电动汽车和参与交易的能源中介各配置一个以太坊账户；根据所述的最终电力交易方案，得到各以太坊账户之间的支付关系和支付款项；基于应用程序接口Web3.py，所有参与交易者通过以太坊账户完成支付和收款，并将交易记录写入以太坊账户。
参见图4，示出了本发明实施例的基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法实施环境，包括若干个电力交易区域，各电力交易区域与电网连接，各电力交易区域内包括若干电动汽车以及能源中介，电动汽车与能源中介之间的交易通过区块链实现。
本发明基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，通过获取电动汽车的电力交易范围；然后根据电动汽车的电力交易范围，在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题，得到各电力交易区域的能源分配方案集；实现电力交易区域内的优化，进而，根据电动汽车的电力交易范围，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量，实现各电力交易区域内的优化，然后通过获取电动汽车与各电力交易区域的地理距离，根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域，并根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从电动汽车的电力交易区域的能源分配方案集中选取能源分配方案，根据能源分配方案进行电力交易，经过电力交易区域内-电力交易区域间的两步交易优化机制，得到所有相邻电力交易区域范围内的最佳能源分配方案，相较于现有的基于本地电力交易区域的单一目标电力交易优化方法，考虑电力交易区域内交易各方的整体收益和电力交易区域间的竞争关系，更适用于实际电力交易市场的情况，极大地提升了电动汽车P2P电力交易优化方案的实用性。进而抑制电力交易区域内电网的用电波动，实现多方利益的最大化，实现储能***在大范围内的共享、共用，提升电网的运行稳定性并有效降低能源成本。
下述为本发明的装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于装置实施例中未纰漏的细节，请参照本发明方法实施例。
本发明再一实施例中，提供一种基于区块链的电动汽车P2P电力交易***，能够用于实现上述的基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，该基于区块链的电动汽车P2P电力交易***包括信息获取模块、区域内优化模块、区域件优化模块、交易区域确定模块以及电力交易模块。
其中，信息获取模块用于获取电动汽车的电力交易范围；区域内优化模块用于根据电动汽车的电力交易范围，在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题，得到各电力交易区域的能源分配方案集；区域件优化模块，用于根据电动汽车的电力交易范围，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量；交易区域确定模块用于获取电动汽车与各电力交易区域的地理距离，根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域；电力交易模块用于根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从电动汽车的电力交易区域的能源分配方案集中选取能源分配方案，根据能源分配方案进行电力交易。
本发明再一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法的操作。
本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作***。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法的相应步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取电动汽车的电力交易范围；
根据电动汽车的电力交易范围，在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题，得到各电力交易区域的能源分配方案集；
根据电动汽车的电力交易范围，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量；
获取电动汽车与各电力交易区域的地理距离，根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域；
根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从电动汽车的电力交易区域的能源分配方案集中选取能源分配方案，根据能源分配方案进行电力交易。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，其特征在于，所述获取电动汽车的电力交易范围的具体方法为：
获取电动汽车的车辆类型信息、实时运行数据、下一时段预估里程、当前电池电量以及电池容量；
根据电动汽车的车辆类型信息、实时运行数据以及下一时段预估里程，通过预设的能源消耗预测模型，得到电动汽车的能源消耗预测值；
根据电动汽车的能源消耗预测值、当前电池电量以及电池容量，得到电动汽车的电力交易范围。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，其特征在于，所述在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题时，采用基于分解的多目标进化算法求解。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，其特征在于，所述根据电动汽车的电力交易范围，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量的具体方法为：
根据电动汽车的电力交易范围，通过预设的区域间竞争模型，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量。
5.根据权利要求1所述的基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，其特征在于，所述根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域的具体方法为：
获取电动汽车的单位行驶成本，结合电动汽车与各电力交易区域的地理距离，得到电动汽车与各电力交易区域的行驶成本；
根据各电力交易区域的能源报价以及电动汽车的电力交易范围，得到电动汽车与各电力交易区域的电力交易成本；
将电动汽车的行驶成本与电力交易成本之和最小的电力交易区域，确定为电动汽车的电力交易区域。
6.根据权利要求1所述的基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，其特征在于，所述根据能源分配方案进行电力交易的具体方法为：
根据能源分配方案，确定电动汽车与电力交易区域内的能源中介之间的交易信息，根据交易信息并通过区块链进行电动汽车和能源中介之间的电力交易。
7.根据权利要求6所述的基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法，其特征在于，所述根据交易信息并通过区块链进行电动汽车和能源中介之间的电力交易的具体方法为：
获取电动汽车的以太坊账户和能源中介的以太坊账户，电动汽车和能源中介根据交易信息并通过以太坊账户完成电力交易，并将交易记录写入电动汽车的以太坊账户和能源中介的以太坊账户。
8.一种基于区块链的电动汽车P2P电力交易***，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取电动汽车的电力交易范围；
区域内优化模块，用于根据电动汽车的电力交易范围，在各电力交易区域内求解基于电动汽车收益最大化的多目标优化问题，得到各电力交易区域的能源分配方案集；
区域件优化模块，用于根据电动汽车的电力交易范围，模拟各电力交易区域间的交易竞争，得到各电力交易区域的能源报价及电动汽车能源需求量；
交易区域确定模块，用于获取电动汽车与各电力交易区域的地理距离，根据电动汽车与各电力交易区域的地理距离以及各电力交易区域的能源报价，确定电动汽车的电力交易区域；
电力交易模块，用于根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从电动汽车的电力交易区域的能源分配方案集中选取能源分配方案，根据能源分配方案进行电力交易。
9.根据权利要求8所述的基于区块链的电动汽车P2P电力交易***，其特征在于，所述电力交易模块包括选取模块以及区块链交易模块；
选取模块用于根据电动汽车的电力交易区域的电动汽车能源需求量，从电动汽车的电力交易区域的能源分配方案集中选取能源分配方案；
区块链交易模块用于根据能源分配方案，确定电动汽车与电力交易区域内的能源中介之间的交易信息，根据交易信息并通过区块链进行电动汽车和能源中介之间的电力交易。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于区块链的电动汽车P2P电力交易方法的步骤。
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