【摘要】通过深入分析可发现，当前我国智能电网交易模式还处于初步研究阶段，本文从区块链技术出发，旨在解决智能电网交易问题。首先介绍了区块链技术，接着分析区块链技术与智能电网两者之间的关系，阐述区块链技术在智能电网交易内的应用，最后总结了区块链技术背景下智能电网所面临的挑战，仅供参考。
【关键词】智能电网；区块链技术；应用价值
随着能源形势愈发紧张，再生能源发展与利用成为当前的主线。智能电网借助自身的灵活性及兼容性，获得了更好的发展。随着环境问题的愈发突出，在新形势背景下智能电网如何强化交易能源的应用是关键点。但就实际情况而言，我国智能电网电能交易中还存在着很多的障碍，只有积极引入区块链技术，才可切实解决这些问题。
1 区块链技术概述
区块链技术（Block Chain Technology）最初是比特币的参与者，与比特币共同维护账本，现在已经发展成为一种运用密码学原理的分布式架构或计算范式，可解决双重支付问题或拜占庭将军问题。
区块链的特征包括：去中心化、安全透明、智能性。区块链可划分为三类包括：共有区块链、联盟区块链、私有区块链。
2 区块链技术与智能电网的关系
智能电网可大力运用分布式能源，可优化电网运行。首先，优化自己内部消耗的电能，选择最优运行方式，直接向用户发送购买的电源。电能用户可在自己的区域内安装太阳能电池，若自家消耗不完贤能，还可向外部售卖。
区块链系统本身每个分布式节点均是借助链式结构，可形成共识机制，具备安全、透明、去中心信任的特点。智能电网中的各个主体之间交易特征比较复杂，引入区块链技术，能够降低机会成本。总而言之，区块链技术能够解决智能电网系统内的复杂决策、扩展性低下问题，智能电网交易与区块链技术具备较强的相似性。
3 区块链技术在智能电网中的应用
3.1 电能交易框架
区块链本身包含的信息在一定时间内无法修改，因此可将其应用在智能电网电能交易中。该交易系统内的各个节点单元借助网络，能够实现资金、信息、能量的流动。能量流动指的是，融合区块链技术与物联网技术，借助哈希运算，组建成专门的数据包，将数据打包进区块链，与用户硬件通讯系统相结合，以此实现电能流动任的控制。信息流方面，在当前的电能交易中，引入区块链技术能够保障交易信息的透明度与追溯，增加时间戳的区块链信息，借助智能合约，能够自动执行合约内容，切实解决各项纠纷，追溯能源流与数据流。
改系统中的部分节点，能够实现购电角色与售电角色的相互转换，用户节点发出的购电信息、售电节点发布的售电量及售电单价，会借助用户节点，将信息发布出去，电能交易的同时，实现资金交易。该交易系统内，区块链技术能够将节点单元内采集到的资金、信息、电能连接在一起，建设新型的电能教育体系。区块链还可将各个区块有序连接在一起，建设数据结构，集合单元区块数据。智能电网交易系统中区块链技术的应用如下图1所示。
3.2 电能交易技术
电能购买并非简单的电能交易或资金交易，本身的情况比较复杂，一般选择的是以太坊账户模型。加之智能电网本身的交易模式与交易对象较多，传统的私链无法满足要求。综合考虑智能电网规模，对应资金流动，笔者认为选择实名交易会更加符合需求。
交易初期，记账人在节点选择时，需要综合考虑用户数量，将各个节点均设置为记账人，避免出现记账权利过度集中的现象。记账人的选择，需要是参照分布式一致性算法，依次选择记账人。系统中本身含有一定量的新能源，选择的算法不含有鼓励机制，难以全面、彻底消纳新能源。因此，本文设计两种鼓励措施，一是PoW共识+DPoS共识机制，就购买新能源的用户，能够直接进行积分补贴，虽说积分无法兑换成货币，但若区域能源不足，高积分用户享有优先购买电能权。二是直接将鼓励金发放到用户的账户中，用户可直接进行消费。
智能合约是智能电网交易内的核心部分，电能并非实物资产可见、可持续，电能交易也是在瞬间完成，相比一般的实物，电能更加容易评估与测量。目前以太坊是应用最多，且最著名的智能合约。
以太坊是基于区块链技术上的全新技术，与比特币脚本相比，区块链技术能够提供智能合约。考虑主要是因为以太坊本身具备完备性与价值意识，能够记录多状态下的交易信息，功能较为强大，且功能类型较多。结合实际情况，智能合约中还包含以下几项要素：①交易合同基本函数构造；②合约执行查询，检查合约的执行情况，就违约方及时追责，扣除交易账户内的评分或分数，降低违约用户的信用等级；③售电方总共卖出的电能，售电价格。
在供电公司中，传统电能交易模式为中间商交易模式。各个发电单位会将发出的电能直接传输到电网，电力用户直接在供电公司购买电能即可。这一交易模式增加了电能到用户之间的距离，且小规模分布式电源用户无法进行网上交易。
智能电网区块链技术交易模式，每位用户可将自己多余的电能进行售卖，就使用清洁能源较多的用户，还有积分奖励，可提升网络对分布式清洁能源的消纳能力。
4 区块链技术背景下智能电网面临的挑战
区块链技术多应用在金融领域内，人们常听到的比特币技术就是区块链技术。智能电网电能交易与金融有一定的相似之处，但想要促使区块链技术与区块链技术有效结合，还存在着较大的挑战。
4.1 安全问题
区块链技术本身属于一项新兴的技术，目前只有比特币技术得到了广泛应用，企业的区块链技术还处于研究阶段，未能建设相应的规范，也未能配备标准的规定。加之缺乏运行经验，无疑会增加运行安全风险。笔者认为，其风险主要包括黑客入侵、信息伪造或篡改。
4.2 传输问题
区块链技术归根结底，本身就是一种价值传输手段。智能电网则是一种能量传输手段，前者需要围绕后者开展。能量传输会受到物理的制约，如何解决现实中的问题是关键点。目前最为重要的问题是，如何将区块链技术的价值与能量传输结合起来。
4.3 资源问题
在备份数据上，区块链技术具备显著的冗余性，每个节点均会产生大量的数据，数据资源浪费现象较为普遍。大规模、工业级数据资源应用还处于摸索阶段。智能电网本身涉及大量数据，随着不断追求最优运行，会增加数据资源量，且对运行速度提出了更高的要求，其网络技术是关键点，对区块链技术也提出了更大的挑战。
5 结束语
综上所述，我国电力市场正处于改革转型的关键时期，智能电网属于其中的核心环节，能够切实解决能源并网问题，提升电网供电的可靠性与稳定性。就实际情况而言，智能电网交易模式还处于研究摸索阶段，本文主要研究智能电网交易模式。区块链技术在智能电网中的应用，能够依据技术特点，建设微电网领域，以此加速智能电网的发展。
参考文献：
[1]吴振铨,梁宇辉,康嘉文等.基于联盟区块链的智能电网数据安全存储与共享系统[J].计算机应用,2017,37(10):2742-2747.
[2]吴斌,杨超,唐华等.区块链技术在微电网中的应用初探[J].电力大数据,2018,21(6):17-22.
[3][3]李彬,肖惠,文亚凤等.基于区块链的智能用电云服务模式分析[J].电力建设,2017,38(9):8-14.
[4]韩秋明,王革.区块链技术在能源领域的国际实践及启示[J].全球科技经济瞭望,2018,33(3):19-26.
[5]杨耀.智能电网云计算安全性防护浅析及区块链的安全应用[J].信息通信,2018,16(6):65-66.
论文作者:杨柳 蒋诗百 黎红 魏乐
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/22
标签：区块论文; 电网论文; 智能论文; 电能论文; 技术论文; 节点论文; 用户论文; 《当代电力文化》2019年第5期论文;