CN114140202A - 一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法及***，涉电力市场的技术领域。包括搭建分布式电能交易平台；设计部署于分布式电能交易平台的智能合约，智能合约包括：交易初始化合约、交易竞价合约、双向匹配合约及交易结算合约；获取用户信息，并通过调用交易初始化合约对用户信息进行预处理；购电用户与售电用户在分布式电能交易平台进行电能交易，电能交易的方式包括：单向竞拍模式和双向匹配模式；交易成功后，调用交易结算合约进行交易结算及代币转移，完成交易。本发明提供的交易方法提高了资产交易的安全性，保证了用户身份信息及交易信息的私密性，同时，针对交易的公平性及透明性等问题也得到了解决。

Description

一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法及***
技术领域
本发明涉及电力市场的技术领域，具体涉及一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法及***。
背景技术
随着新能源技术的不断发展与应用，当前电力***中的供需界限逐渐模糊，园区中的传统用户可通过配置分布式光伏等发电设备成为用户，进而实现由传统的单向消费者向双向生产/消费者(购/售电用户)转变。国家能源局在《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》中除了以政策支撑“自发自用、余电上网”模式外，还允许用户与电力消费者开展分布式交易，确立了用户作为售电主体在分布式电力交易市场中的地位。
用户的出现为分布式电能交易创造了新的商业契机，同时也带来了一些新的挑战，若仍依靠传统的集中式交易模式将会存在一些问题：生产/消费者的大量出现使得配网内参与交易的主体数量增加，交易信息海量化。同时，生产/消费通常单笔订单规模较小，但在报价策略上存在较大的差异性，使得传统的集中式交易模式面临运行效率低下、交易机制灵活性有待提高等问题；中心化机构主导的交易模式还存在数据安全风险，用户隐私难以得到保障。同时，针对交易公平性及透明性等问题也亟需解决。因此，寻求一种高效、安全、公正的分布式交易模式成为用户间开展电力交易的关键诉求所在。
发明内容
为克服上述问题或部分解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法及***，其能够在交易时提供多种订单交易模式，并建立了完善的交易匹配机制，满足了多样化的用户交易需求。
本发明通过下述技术方案实现：
第一方面，本发明实施例提供一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法，包括以下步骤：S101、搭建分布式电能交易平台；S102、设计部署于上述分布式电能交易平台的智能合约，上述智能合约包括：交易初始化合约、交易竞价合约、双向匹配合约及交易结算合约；S103、获取用户信息，并通过调用上述交易初始化合约对上述用户信息进行预处理，上述用户包括购电用户和售电用户；S104、上述购电用户与上述售电用户在上述分布式电能交易平台进行电能交易，上述电能交易的方式包括：单向竞拍模式和双向匹配模式，上述单向竞拍模式通过调用上述交易竞价合约实现，上述双向匹配模式通过调用上述交易竞价合约和上述双向匹配合约实现；S105、交易成功后，调用上述交易结算合约进行交易结算及代币转移，完成交易。
基于第一方面，在本发明一些实施例中，上述搭建分布式电能交易平台包括以下步骤：利用Geth客户端生成创世区块，并进行创世区块的初始化，以生成私有链；运行上述私有链，并获取上述私有链的ID及端口号；目标用户凭借上述私有链的ID及端口号加入该私有链，从而相互连接。
基于第一方面，在本发明一些实施例中，对上述用户信息进行预处理包括：在每轮分布式交易时段开始时，对用户信息进行初始化设置与更新：对于已参与过分布式交易的用户，检查用户在上一轮交易中是否存在欠费未清缴的情况；若存在欠费行为，则关闭该用户的交易接口与交易权限，直至欠费完全清缴为止；对于新用户，则将该用户的外部账户地址添加至上述交易初始化合约中，并给予该用户交易权限。
基于第一方面，在本发明一些实施例中，上述单向竞拍模式包括：上述售电用户上报售电订单，上述售电订单会进入竞价池并按照价格排序，供上述购电用户随时查看，上述购电用户可依据自身意愿响应满意的售电订单，在响应成功后即视为买卖双方按照竞价池中订单的报价建立匹配关系，并生成交易订单合约。
基于第一方面，在本发明一些实施例中，上述双向匹配模式包括：购电用户及售电用户分别发布购电订单和售电订单，平台基于上述购电订单及售电订单进行信息匹配，若匹配成功，则为买卖双方建立匹配关系，并生成交易订单合约。
基于第一方面，在本发明一些实施例中，上述购电订单或售电订单表示为：
Order＝[Pi Δt(r),Ti Δt,Wi Δt,Type,Pattern]
其中，Δt为本轮交易时段；Pi Δt(r)分别为用户i的报价；Ti Δt为用户i的订单上报时间戳；Wi Δt为用户i上报的交易电量；Type为订单类型标识符；Pattern为交易模式标识符。
基于第一方面，在本发明一些实施例中，上述交易结算及代币转移包括：计算在本轮交易中产生的交易手续费、购电用户的购电支出/售电用户的售电收入；基于计算结果在分布式电能交易平台上按照相应汇率进行用户账户的代币余额增减。
基于第一方面，在本发明一些实施例中，上述交易手续费及手续费的抽取比例计算式：
Figure BDA0003384846150000021
其中，
Figure BDA0003384846150000022
是PSP应收取的总交易手续费；χ表示由全体合作群体Τ中的一部分成员构成的某个子合作群体；X！PSP表示所有可能的不包含平台服务商在内的子合作群体集合；|Τ|，|χ|表示合作群体中包含的成员个数；
Figure BDA0003384846150000031
表示全体合作群体的总收益；
Figure BDA0003384846150000032
表示子合作群体χ的合作收益，在本发明中，将不包含平台服务商的合作群体收益视为0，即
Figure BDA0003384846150000033
表示平台服务商加入χ后的合作收益；
Figure BDA0003384846150000034
为交易手续费抽取比例。
第二方面，本发明实施例提供一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务***，包括：平台搭建模块，用于搭建分布式电能交易平台；合约设计模块，用于设计部署于上述分布式电能交易平台的智能合约，上述智能合约包括：交易初始化合约、交易竞价合约、双向匹配合约及交易结算合约；用户信息预处理模块，用于获取用户信息，并通过调用上述交易初始化合约对上述用户信息进行预处理，上述用户包括购电用户和售电用户；交易模块，用于进行电能交易，上述电能交易的方式包括：单向竞拍模式和双向匹配模式，上述单向竞拍模式通过调用上述交易竞价合约实现，上述双向匹配模式通过调用双向匹配合约实现；结算模块，用于调用上述交易结算合约进行交易结算及代币转移，完成交易。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；其中，上述处理器与上述存储器通过上述数据总线完成相互间的通信；上述存储器存储有可被上述处理器执行的程序指令，上述处理器调用上述程序指令以执行上述一个或多个程序或方法。
本发明与现有技术相比，至少具有如下的优点和有益效果：
本发明提供一种分布式电能竞价交易服务方法，设计了分布式电力交易模式的服务架构及交易流程，明确了各方参与主体在不同时段的权利与义务。在平台管理员的协调下，在分布式电能交易平台上通过将园区中的售电/购电用户在各时段的多余电量与用能需求进行匹配，其匹配的方式包括单向竞拍模式和双向匹配模式，用户可自行选择，其保证了交易的公平，通过大数据匹配也能够更快的匹配到购售双方，帮助用户能更快的成单，交易更加高效。另外，由于电能交易平台为私有链交易平台，其私密性更好、安全性更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在附图中：
图1为本发明一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法一实施例的步骤流程图；
图2为本发明一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法的总体架构示意图；
图3为本发明一实施例的智能合约部署界面示意图；
图4为本发明一实施例的代币创建界面示意图；
图5为本发明一实施例的代币转账界面示意图；
图6为本发明一实施例的交易手续费收取结果饼图；
图7为本发明一实施例的用户参与分布式交易前后的收支情况示意图；
图8为本发明一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务***的结构框图；
图9为一种电子设备的结构框图。
图标：1-处理器；2-存储器；3-数据总线；100-平台搭建模块；200-合约设计模块；300-用户信息预处理模块；400-交易模块；500-结算模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
请参照图1和图2，在本发明实施例提供一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法，
S101、搭建分布式电能交易平台；
具体过程为：
1)本发明的分布式电能(私有链)交易平台的搭建包含以下步骤：
a.首先利用Geth客户端生成创世区块，并进行创世区块的初始化，以生成私有链；其中包含共识机制的选取、挖矿难度的设置、平台服务商账户的创建以及账户金额设置等；
b.通过启动命令运行私有链，并获取私有链ID及端口号；
c.其余用户节点通过输入目标私有链的ID及端口号，便可加入该私有链，从而相互连接。
2)本实施例的共识机制设计如下：在创建创世区块文件时，将共识机制方式设置为权威证明方式(Proof of Authority，PoA)。在该共识机制中，每个区块的生成时间可预先进行设置，在进行区块有效性验证时，不再需要通过消耗大量算力并争夺记账权进行出块。因此，平台服务商可对有意参与共同记账的用户节点给予信任签名，并由拥有信任签名的节点同平台服务商一起轮流进行区块共识认证，每个节点每次只能认证一个区块。当出现恶意记账行为时，可由其余节点投票废除该节点的认证签名，以此进行记账行为的相互监督。
本实施例选取的PoA共识机制与传统的工作量证明机制(PoW)相比，在进行区块共识时不需要消耗大量的算力来争夺记账权，而是由拥有信任签名的记账节点依次轮流记账，在提升共识效率的同时也节省了大量计算资源，降低了分布式交易成本。同时，通过平台服务商与信任节点共同记账的方式，可以有效体现去中心化思想，避免中心化的记账方式带来的***公平性问题，更好地适应于购电/售电用户的分布式电能交易架构。
S102、设计部署于上述分布式电能交易平台的智能合约，上述智能合约包括：交易初始化合约、交易竞价合约、双向匹配合约及交易结算合约；
示例性的，本实施例中，除包含上述交易初始化合约、交易竞价合约、双向匹配合约及交易结算合约外，还包括代币发行合约，这些智能合约的具体部署为：
(1)代币发行合约(_TokenDemo)：该合约由平台服务商进行创建并调取，用于发布分布式电能交易的代币(Token)。在调用该合约时，平台服务商将设定该Token的名称、发行总量以及与人民币的汇率。Token发行后，平台服务商即拥有相应数量的Token。用户节点在链上余额不足时，需以人民币按照相应汇率在服务商处兑换一定的Token，从而实现后续多笔交易中的一系列转账操作。该模式类似于一种“充值储蓄卡”的形式，使得用户不必在每轮交易结算中都和平台服务商进行实际资金与Token的兑换，提升了交易效率，契合了分布式交易海量、小额、高频的特性。
(2)交易初始化合约(_Initial)：平台服务商将在每轮交易开始时段调用此合约进行用户节点信息的审核与更新。服务商将首先检查所有用户节点是否已完成上一轮交易结算，若有用户在上一轮交易中存在欠费行为导致代币转账失败，将暂时冻结该用户的交易接口。在本轮交易中，该用户将因未通过资格审查而无法调取相关合约参与分布式交易，直至欠费金额完全清缴为止。若有新用户节点通过资格审查加入交易平台，服务商会将此用户的外部账户地址写入合约中，并为其打开交易接口，以便参与后续的分布式交易之中。
(3)交易竞价合约(_Bidding)：用户节点可在交易上报阶段调用此合约将自身的电能交易需求发布至分布式交易平台。上报的交易信息实质是一个结构体，结构体中包含如下信息：用户账户地址(addr)、购/售电价(price)、订单上报时间戳(time)、购/售电量(amount)、订单上报模式(pattern)等。其中，选择单向竞拍模式(pattern＝0)的订单发布后将进入竞价池，等待其余用户响应；选择双向匹配模式(pattern＝1)的订单发布后将进入购/售电匹配队列，等待智能合约进行匹配。同时，每位用户调取此合约时均需向合约地址转移一笔保证金(bond)，该保证金将在交易结算时段退回至各用户节点账户。若用户在此过程中存在交易违规行为，则保证金将会被冻结在智能合约中，以此避免节点恶意报价、扰乱市场的行为。
(4)双向匹配合约(_Matching)：该合约只能由平台服务商进行调用。针对选择双向匹配模式的订单，按照“价格、上报时间戳”的优先级进行排序，生成购电/售电订单匹配队列，并依次匹配位于购电/售电队列最前方的两个订单。当匹配的两个订单的交易电量不相等时，将按照两者的较小值作为交易电量，并将未能完全匹配的一方继续留在匹配队列中，与下一位用户继续匹配，直至有一方队列里的交易订单清空为止。最终，将未能匹配成功的电量视为直接同配网运营商交易。由此得到本轮时段的交易订单合约。
(5)交易结算合约(_Settlement)：该合约只能由平台服务商进行调用。在交易结算时段，平台服务商将首先调用此合约计算本轮交易中应收取的交易手续费，并结合用户的分布式电能交易费用与手续费，按照相应汇率进行用户账户的代币余额增减。最后对没有违约的用户退还其缴纳的保证金，并将此次结算转账结果储存于区块链中，以供全部节点后续的查阅与追溯。
除上述主要的功能性合约外，该交易平台还部署有一系列辅助合约，例如供用户查询竞价池订单的合约(_Checkpool)、交易记录查询合约(_Checkbill)、撤单合约(_Killorder)等，从而满足用户的一系列多样化需求。
在本实施例中，将所设计智能合约部署于以太坊私有链平台，部署情况参照图3所示，图中浅色模块为主要功能合约，供拥有权限的节点在特定时段调用，实现主要的交易功能；深色模块为辅助合约，可供所有节点在任意时间调用，满足用户的一系列个性化需求。随后平台服务商调取_TokenDemo函数创建代币，在本实施例中对代币名称设定为PowerMoney，并设其与人民币汇率为100：1，代币发行情况参照图4。平台服务商针对用户进行代币充值的转账信息参照图5所示。
S103、获取用户信息，并通过调用上述交易初始化合约对上述用户信息进行预处理，上述用户包括购电用户和售电用户；
此步骤为用户信息预处理阶段，具体包括：在每轮分布式交易时段开始时，将由平台服务商进行各类用户信息的初始化设置与更新：对于已参与过分布式交易的用户，平台服务商将检查用户在上一轮交易中是否存在欠费未清缴的行为，若存在欠费情况，则平台服务商将关闭该用户的交易接口与交易权限，直至欠费完全清缴为止；对于新注册的用户而言，平台服务商将该用户的外部账户地址添加至交易初始化合约中，并给予该用户交易权限。
S104、上述购电用户与上述售电用户在上述分布式电能交易平台进行电能交易，上述电能交易的方式包括：单向竞拍模式和双向匹配模式，上述单向竞拍模式通过调用上述交易竞价合约实现，上述双向匹配模式通过调用上述交易竞价合约和上述双向匹配合约实现；
此步骤为交易及订单上报(生成)阶段，购电/售电用户在此阶段拥有两种订单上报形式：单向竞拍模式或双向匹配模式。用户可根据自身意愿选择两种模式之一自由上报交易订单，参与分布式电能交易，最终达成交易订单合约。
针对此阶段，可建立如下模型：
设分布式电能交易平台中的用户均为购电/售电用户，即在缺电时用户可通过交易竞价合约上报购电订单，在余电时用户则可上报售电订单。此阶段，若选择单向竞拍模式(pattern＝0)的订单发布后将进入竞价池，等待其余用户响应；选择双向匹配模式(pattern＝1)的订单发布后将进入购/售电匹配队列，等待智能合约进行匹配。假设购电/售电用户均采取理性报价，则各用户的报价均应在区间[pWS，pWB]内，其中pWS为用户直接并网售电价格，pWB为用户向电网购电的价格。购电/售电用户通过交易竞价合约上报的订单信息实质是一个结构体，其中包含以下元素：购/售电价、订单上报时间戳、购/售电量等。可采用如下公式表示：
Order＝[Pi Δt(r),Ti Δt,Wi Δt,Type,Pattern]
其中，Δt为本轮交易时段；Pi Δt(r)分别为用户i的报价；Ti Δt为用户i的订单上报时间戳；Wi Δt为用户i上报的交易电量；Type为订单类型标识符，Type＝1时为购电订单，Type＝0时为售电订单；Pattern为交易模式标识符，Pattern＝0时代表用户选择单向竞拍模式，Pattern＝1时代表用户选择双向匹配模式。
两种交易模式：
在单向竞拍模式中，购电/售电用户上报的订单会进入竞价池并按照价格排序。其余用户可随时查看竞价池中报价最低的售电订单与报价最高的购电订单，并按自身意愿进行响应。在响应成功后即视为买卖双方按照竞价池中订单的报价建立匹配关系，生成交易订单合约。
在双向匹配模式中，买卖双方用户均进行报价，并按照“购/售电报价、上报时间戳”的顺序形成购/售电匹配队列，依次匹配位于购/售电匹配队列最前方的两个订单，生成交易订单合约，合约电价为买卖双方的平均价，可用如下公式表示：
Figure BDA0003384846150000071
其中，
Figure BDA0003384846150000072
为用户i与j形成的交易订单合约的合约电价。
在双向匹配模式中，一个用户可与多个用户进行匹配，而因购/售电群体上报总电量不平衡而未能成功匹配的电量将视为直接与配网运营商按并网价格pWS或售电价格pWB交易。
S105、交易成功后，调用上述交易结算合约进行交易结算及代币转移，完成交易。
本实施例中，各用户的最终结算金额包含两部分，一部分是分布式电能交易费用(即购电支出/售电收入)，另一部分是平台服务商抽取的交易手续费。
平台服务商将计算本轮交易中应抽取的交易手续费，计算方法基于夏普利值理论：假设此时分布式交易平台中共有m位用户节点，则用户与平台服务商节点(Platformservice provider，PSP)共同构成的全体合作群体为Τ＝{PSP,1,2,...m}。平台服务商在本轮交易中应收取的交易手续费与针对每位用户的抽取比例可用以下公式表示：
Figure BDA0003384846150000081
其中，
Figure BDA0003384846150000082
是PSP应收取的总交易手续费；χ表示由全体合作群体Τ中的一部分成员构成的某个子合作群体；X！PSP表示所有可能的不包含PSP在内的子合作群体集合；|Τ|，|χ|表示合作群体中包含的成员个数；
Figure BDA0003384846150000083
表示全体合作群体的总收益；
Figure BDA0003384846150000084
表示子合作群体χ的合作收益，在本发明中，将不包含平台服务商的合作群体收益视为零，即
Figure BDA0003384846150000085
表示平台服务商加入χ后的合作收益；
Figure BDA0003384846150000086
为交易手续费抽取比例。
在上述公式中，对于各类合作群体合作收益的计算可采用如下方式：
a.首先定义各用户通过分布式交易获得的相对收益：与直接同配网交易相比，参与分布式交易的购电用户的购能单价更低，可以节省一笔购能成本；售电用户的售电价格也比直接并网更高，可以获得更高的收益。因此将这部分差值定义为用户参与分布式交易获得的相对收益，可用如下公式表示：
Figure BDA0003384846150000087
其中，①和②分别为售电/购电用户i的相对收益计算公式；
Figure BDA0003384846150000088
和
Figure BDA0003384846150000089
分别为用户的分布式电能交易费用，其值为用户在本轮交易中的各笔订单收入/支出之和；
Figure BDA00033848461500000810
和
Figure BDA00033848461500000811
分别为用户i的售电量/购电量。
b.定义全体合作群体的总收益为各用户初始相对收益之和，可用如下公式表示：
Figure BDA00033848461500000812
由于用户直接与电网交易的电量产生的相对收益为零，因此合作群体的合作收益取决于用户之间进行交易的电量，上述公式可改写为：
Figure BDA0003384846150000091
其中，
Figure BDA0003384846150000092
为Τ中的在用户之间进行交易的电量。
c.子合作群体的合作收益可用如下公式表示：
Figure BDA0003384846150000093
其中，
Figure BDA0003384846150000094
为子合作群体χ中的在用户之间进行交易的电量。
(2)用户的最终结算金额可用如下公式表示：
Figure BDA0003384846150000095
其中，①和②分别为售电/购电用户的最终结算公式；
Figure BDA0003384846150000096
为用户i的最终结算金额。
采用上述进一步方案的有益效果为：在交易订单上报时段为用户提供了多种订单上报模式，并建立了完善的交易匹配机制，满足了多样化的用户交易需求。同时，通过引入平台服务商角色，对交易平台参与者的准入、退出及交易过程等进行监管，保证参与分布式交易的节点均为通过资格审查的合法节点，有效降低了恶意节点扰乱市场的可能性。其次，平台服务商基于Shapley值法以自身边际贡献为依据收取一定的交易手续费，以实现自身运营成本的回收以及额外的获利，达成分布式交易利益的合理分配。
实施例2
在本实施例中，假设用户直接并网售电价格pWS＝0.42(元/kWh)，用户向电网购电的价格pWB＝1.18(元/kWh)。各用户节点1据自身交易需求上报的交易信息参照下表所示，其中交易电量>0时视作售电订单，反之则为购电订单。
Figure BDA0003384846150000097
Figure BDA0003384846150000101
各用户节点可根据自身响应意愿，与竞价池中的订单建立匹配关系。同时，平台服务商调用双向匹配合约(_Matching)对选择双向匹配模式的订单按“购/售电报价、上报时间戳”的优先级建立匹配关系形成最终的交易订单合约，未能匹配成功的电量视为直接与配网运营商W交易，参照下表所示。
Figure BDA0003384846150000102
在本实施例中，基于实施例1中给出的计算公式，平台服务商利用夏普利(Shapley)法计算出的手续费收取情况参照图6所示，各用户及平台服务商的最终交易清算情况参照下表所示。
Figure BDA0003384846150000103
在本实施例中，各用户参与分布式交易前后的收益情况及收益提升率参照图7所示，其中“参与前”表示将所有用户的交易电量视作直接与配网运营商交易。
从图7可以看出，所有产消用户在参与分布式交易后的收益提升率均大于零，说明购电用户参与分布式交易后节省了一笔用能成本，而售电用户则获取了更高的收益。同时从图中还能看出，A用户虽然给出了最低的售电报价，但其最终的收益提升率却较高，这是因为虽然A用户的售电报价最低，但按照“购/售电报价、上报时间戳”的优先级将位于售电匹配队列最前方，从而与购电报价最高的用户进行匹配，从而获得不太低的交易电价。因此，在双向匹配模式中，用户报价低并不意味最终的交易价格及收益提升率低，还与用户在匹配队列中的顺序有关。这便激励用户提升自身参与分布式交易的积极性，通过积极竞价从而争取获得更高收益。
实施例3
如图8所示，在本发明些实施例提供一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务***，平台搭建模块100，用于搭建分布式电能交易平台；合约设计模块200，用于设计部署于所述分布式电能交易平台的智能合约，所述智能合约包括：交易初始化合约、交易竞价合约、双向匹配合约及交易结算合约；用户信息预处理模块300，用于获取用户信息，并通过调用所述交易初始化合约对所述用户信息进行预处理，所述用户包括购电用户和售电用户；交易模块400，用于进行电能交易，所述电能交易的方式包括：单向竞拍模式和双向匹配模式，所述单向竞拍模式通过调用所述交易竞价合约实现，所述双向匹配模式通过调用双向匹配合约实现；结算模块500，用于调用所述交易结算合约进行交易结算及代币转移，完成交易。
本发明实施例所提供的***可用于执行上述实施例所描述的方法，具体方法步骤见实施例1。在此不作赘述。
实施例4
本发明实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器1、至少一个存储器2和数据总线3；
其中，上述处理器1与上述存储器2通过上述数据总线3完成相互间的通信；上述存储器2存储有可被上述处理器1执行的程序指令，上述处理器1调用上述程序指令以执行上述实施例中的方法，例如执行：S101、搭建分布式电能交易平台；S102、设计部署于上述分布式电能交易平台的智能合约，上述智能合约包括：交易初始化合约、交易竞价合约、双向匹配合约及交易结算合约；S103、获取用户信息，并通过调用上述交易初始化合约对上述用户信息进行预处理，上述用户包括购电用户和售电用户；S104、上述购电用户与上述售电用户在上述分布式电能交易平台进行电能交易，上述电能交易的方式包括：单向竞拍模式和双向匹配模式，上述单向竞拍模式通过调用上述交易竞价合约实现，上述双向匹配模式通过调用上述交易竞价合约、上述双向匹配合约实现；S105、交易成功后，调用上述交易结算合约进行交易结算及代币转移，完成交易。
图9为本申请实施例提供的一种电子设备的一种示意性结构框图。电子设备包括存储器2、处理器1和数据总线3，该存储器2、处理器1和数据总线3相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器2可用于存储软件程序及模块，如本申请实施例所提供电子设备对应的程序指令/模块，处理器1通过执行存储在存储器2内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该数据总线3可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法，其特征在于，包括以下步骤：
搭建分布式电能交易平台；
设计部署于所述分布式电能交易平台的智能合约，所述智能合约包括：交易初始化合约、交易竞价合约、双向匹配合约及交易结算合约；
获取用户信息，并通过调用所述交易初始化合约对所述用户信息进行预处理，所述用户包括购电用户和售电用户；
所述购电用户与所述售电用户在所述分布式电能交易平台进行电能交易，所述电能交易的方式包括：单向竞拍模式和双向匹配模式，所述单向竞拍模式通过调用所述交易竞价合约实现，所述双向匹配模式通过调用所述交易竞价合约和所述双向匹配合约实现；
交易成功后，调用所述交易结算合约进行交易结算及代币转移，完成交易。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法，其特征在于，
所述搭建分布式电能交易平台包括以下步骤：
利用Geth客户端生成创世区块，并进行创世区块的初始化，以生成私有链；
运行所述私有链，并获取所述私有链的ID及端口号；
目标用户凭借所述私有链的ID及端口号加入该私有链，从而相互连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法，其特征在于，对所述用户信息进行预处理包括：在每轮分布式交易时段开始时，对用户信息进行初始化设置与更新：
对于已参与过分布式交易的用户，检查用户在上一轮交易中是否存在欠费未清缴的情况；若存在欠费行为，则关闭该用户的交易接口与交易权限，直至欠费完全清缴为止；
对于新用户，则将该用户的外部账户地址添加至所述交易初始化合约中，并给予该用户交易权限。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法，其特征在于，所述单向竞拍模式包括：所述售电用户上报售电订单，所述售电订单会进入竞价池并按照价格排序，供所述购电用户随时查看，所述购电用户可依据自身意愿响应满意的售电订单，在响应成功后即视为买卖双方按照竞价池中订单的报价建立匹配关系，并生成交易订单合约。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法，其特征在于，所述双向匹配模式包括：购电用户及售电用户分别发布购电订单和售电订单，平台基于所述购电订单及售电订单进行信息匹配，若匹配成功，则为买卖双方建立匹配关系，并生成交易订单合约。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法，其特征在于，所述购电订单或售电订单表示为：
Order＝[Pi Δt(r),Ti Δt,Wi Δt,Type,Pattern]
其中，Δt为本轮交易时段；Pi Δt(r)分别为用户i的报价；Ti Δt为用户i的订单上报时间戳；Wi Δt为用户i上报的交易电量；Type为订单类型标识符；Pattern为交易模式标识符。
7.根据权利要求1所述的一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法，其特征在于，所述交易结算及代币转移包括：
计算在本轮交易中产生的交易手续费、购电用户的购电支出/售电用户的售电收入；基于计算结果在分布式电能交易平台上按照相应汇率进行用户账户的代币余额增减。
8.根据权利要求7所述的一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务方法，其特征在于，所述交易手续费及手续费的抽取比例计算式：
Figure FDA0003384846140000021
其中，
Figure FDA0003384846140000022
是PSP应收取的总交易手续费；χ表示由全体合作群体Τ中的一部分成员构成的某个子合作群体；X！PSP表示所有可能的不包含平台服务商在内的子合作群体集合；|Τ|，|χ|表示合作群体中包含的成员个数；
Figure FDA0003384846140000023
表示全体合作群体的总收益；
Figure FDA0003384846140000024
表示子合作群体χ的合作收益，在本发明中，将不包含平台服务商的合作群体收益视为0，即
Figure FDA0003384846140000025
表示平台服务商加入χ后的合作收益；
Figure FDA0003384846140000026
为交易手续费抽取比例。
9.一种基于区块链的分布式电能竞价交易服务***，其特征在于，包括：
平台搭建模块，用于搭建分布式电能交易平台；
合约设计模块，用于设计部署于所述分布式电能交易平台的智能合约，所述智能合约包括：交易初始化合约、交易竞价合约、双向匹配合约及交易结算合约；
用户信息预处理模块，用于获取用户信息，并通过调用所述交易初始化合约对所述用户信息进行预处理，所述用户包括购电用户和售电用户；
交易模块，用于进行电能交易，所述电能交易的方式包括：单向竞拍模式和双向匹配模式，所述单向竞拍模式通过调用所述交易竞价合约实现，所述双向匹配模式通过调用双向匹配合约实现；
结算模块，用于调用所述交易结算合约进行交易结算及代币转移，完成交易。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；
其中，所述处理器与所述存储器通过所述数据总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令以执行如权利要求1至8任一所述的方法。
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CN114549149A (zh) * 2022-04-24 2022-05-27 南方电网数字电网研究院有限公司 智能电网能源交易数据处理方法、装置和计算机设备
CN115292419A (zh) * 2022-10-09 2022-11-04 深圳市明源云科技有限公司 基于poH共识的数据处理方法、装置、设备及存储介质

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