基于智能合约的多微电网市场化交易模型及算法
发布时间：2021-12-02 13:46
针对传统的输配电网络集中方式管理运行存在的成本高、效率低、透明度低等问题,及多微电网中各博弈主体利益最大化需求,建立公平的竞价规则及多目标动态规划模型。利用区块链可信账本和智能合约技术,形成去中心化、透明开放、信息对称的市场化交易模型,保证各方主体利益。对所构建的交易模型及求解算法进行仿真分析,结果表明,模型分配策略可有效平衡市场主体利益,验证了该竞价规则在多微电网市场化交易场景下具有适用性和有效性。
【文章来源】：网络与信息安全学报. 2020,6(04)
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
智能合约达成时间随着参与多微电网市场交易的主体数变化的曲线Figure7Thecurveofsmartcontractcompletiontimewiththenumberofparticipatinginmulti-microgridmarkettransaction多微电网市场的主体由1000个增加到10000个
·60·网络与信息安全学报第6卷3基于超级账本的智能合约市场化交易模型3.1基于区块链的多微电网市场结构区块链技术是大数据时代技术飞速发展的产物，通过块链式数据结构和分布式节点共识算法存储并维护网络数据，采用密码学技术保证数据传输和访问的安全性，使用由自动化脚本组成的智能合约来编程和操作数据，其本质上是一个去中介化的数据库。如图1所示，其基本单元结构为区块，每个区块由区块头和区块主体组成，区块头的内容包括版本号、前一区块Hash值、Merkle根、时间戳、难度值、随机数等区块间链接的外部信息；区块主体主要存储区块内所有交易数据的统一哈希值，呈Merkle树结构排列，用于数据处理与分析，为用户提供决策方案。各个区块主体在时间维度上形成了区块链，行间链路表示区块主体之间的互联，在时间维度上形成了块网络，增强了信息的可追踪性和安全可靠性。随着多微电网市场化的兴起和发展，区块链技术的引入可以有效地构建能源与互联网的双赢生态圈，区块链网络与多微电网市场化交易的契合度。区块链根据接入模式的不同主要分为3种：公有链、私有链和联盟链。其中，公有链是完全去中心化的区块链，各方主体都可以访问并处理数据节点，其安全性完全由共识机制作为保障，具有完全去中心化、去信任化等特点，但其完全匿名化的交易方式并不适用于电力市场化交易；私有链则是完全中心化的区块链，其网络链式机构及接入模式完全由私人控制，适用于内部结构的数据的内部管理及审计工作等；联盟链是部分去中心化的区块链，由部分授权节点完成共识，并通过对各方节点的公私钥控制及权限控制实现监管，适用于由多个组织或联盟参与的市场化交易。随着市场对?
第4期李芬等：基于智能合约的多微电网市场化交易模型及算法·61·3.2超级账本智能合约超级账本（hyperledger）是一个促进区块链跨行业应用的开源项目，其目标是开发区块链和分布式记账系统的跨行业发展和协作，以支持主要技术、金融和供应链公司的全球业务交易。该项目将采用框架方式和专用模块，并继承独立的开放协议和标准，包括区块链的共识机制和存储模式，以及身份服务、访问控制和智能合约。如图3所示，超级账本系统架构支持应用程序接口（API，applicationprogramminginterface）、软件开发工具包（SDK，softwaredevelopmentkit）、命令行界面（CLI，command-lineinterface）接口进行顶层访问。从内部角度来看，其主要包括身份认证服务（membershipservice）、区块链服务（blockchainservice）、链码服务（chain-codeser-vice）3个模块。身份认证服务本质上是身份管理，它验证并授予网络成员的身份。Fabric身份识别为整个区块链网络提供身份管理、隐私、保密和可审核的服务，通过公钥基础设施PKI和去中心化共识机制，将非授权区块链转化为授权区块链。目前，它是设计上最接近联盟链思想的区块链，提高了商业应用的安全性、隐私性、监督性、审计性和性能要求。图3超级账本系统架构Figure3Superledgersystemarchitecture区块链服务主要包括3个重要模块：共识管理、分布式账本和P2P协议。共识管理主要负责图2基于联盟链的多微电网市场化交易联盟链Figure2Multi-microgridmarket-basedtradingalliancechainbasedonalliancechain
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区块链的分布式能源交易市场信用风险管理方法[J]. 平健,严正,陈思捷,沈泽宇,杨素,李景,曲昊源. 中国电机工程学报. 2019(24)
[2]能源互联网中基于区块链的能源交易[J]. 蔡金棋,李淑贤,樊冰,唐良瑞. 电力建设. 2017(09)
[3]基于智能合约的配电网去中心化交易机制[J]. 平健,陈思捷,张宁,严正,姚良忠. 中国电机工程学报. 2017(13)
[4]能源互联网中基于区块链的电力交易和阻塞管理方法[J]. 邰雪,孙宏斌,郭庆来. 电网技术. 2016(12)
[5]基于博弈论的多微电网系统交易模式研究[J]. 赵敏,沈沉,刘锋,黄秀琼. 中国电机工程学报. 2015(04)
本文编号：3528561
【文章来源】：网络与信息安全学报. 2020,6(04)
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
智能合约达成时间随着参与多微电网市场交易的主体数变化的曲线Figure7Thecurveofsmartcontractcompletiontimewiththenumberofparticipatinginmulti-microgridmarkettransaction多微电网市场的主体由1000个增加到10000个
·60·网络与信息安全学报第6卷3基于超级账本的智能合约市场化交易模型3.1基于区块链的多微电网市场结构区块链技术是大数据时代技术飞速发展的产物，通过块链式数据结构和分布式节点共识算法存储并维护网络数据，采用密码学技术保证数据传输和访问的安全性，使用由自动化脚本组成的智能合约来编程和操作数据，其本质上是一个去中介化的数据库。如图1所示，其基本单元结构为区块，每个区块由区块头和区块主体组成，区块头的内容包括版本号、前一区块Hash值、Merkle根、时间戳、难度值、随机数等区块间链接的外部信息；区块主体主要存储区块内所有交易数据的统一哈希值，呈Merkle树结构排列，用于数据处理与分析，为用户提供决策方案。各个区块主体在时间维度上形成了区块链，行间链路表示区块主体之间的互联，在时间维度上形成了块网络，增强了信息的可追踪性和安全可靠性。随着多微电网市场化的兴起和发展，区块链技术的引入可以有效地构建能源与互联网的双赢生态圈，区块链网络与多微电网市场化交易的契合度。区块链根据接入模式的不同主要分为3种：公有链、私有链和联盟链。其中，公有链是完全去中心化的区块链，各方主体都可以访问并处理数据节点，其安全性完全由共识机制作为保障，具有完全去中心化、去信任化等特点，但其完全匿名化的交易方式并不适用于电力市场化交易；私有链则是完全中心化的区块链，其网络链式机构及接入模式完全由私人控制，适用于内部结构的数据的内部管理及审计工作等；联盟链是部分去中心化的区块链，由部分授权节点完成共识，并通过对各方节点的公私钥控制及权限控制实现监管，适用于由多个组织或联盟参与的市场化交易。随着市场对?
第4期李芬等：基于智能合约的多微电网市场化交易模型及算法·61·3.2超级账本智能合约超级账本（hyperledger）是一个促进区块链跨行业应用的开源项目，其目标是开发区块链和分布式记账系统的跨行业发展和协作，以支持主要技术、金融和供应链公司的全球业务交易。该项目将采用框架方式和专用模块，并继承独立的开放协议和标准，包括区块链的共识机制和存储模式，以及身份服务、访问控制和智能合约。如图3所示，超级账本系统架构支持应用程序接口（API，applicationprogramminginterface）、软件开发工具包（SDK，softwaredevelopmentkit）、命令行界面（CLI，command-lineinterface）接口进行顶层访问。从内部角度来看，其主要包括身份认证服务（membershipservice）、区块链服务（blockchainservice）、链码服务（chain-codeser-vice）3个模块。身份认证服务本质上是身份管理，它验证并授予网络成员的身份。Fabric身份识别为整个区块链网络提供身份管理、隐私、保密和可审核的服务，通过公钥基础设施PKI和去中心化共识机制，将非授权区块链转化为授权区块链。目前，它是设计上最接近联盟链思想的区块链，提高了商业应用的安全性、隐私性、监督性、审计性和性能要求。图3超级账本系统架构Figure3Superledgersystemarchitecture区块链服务主要包括3个重要模块：共识管理、分布式账本和P2P协议。共识管理主要负责图2基于联盟链的多微电网市场化交易联盟链Figure2Multi-microgridmarket-basedtradingalliancechainbasedonalliancechain
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区块链的分布式能源交易市场信用风险管理方法[J]. 平健,严正,陈思捷,沈泽宇,杨素,李景,曲昊源. 中国电机工程学报. 2019(24)
[2]能源互联网中基于区块链的能源交易[J]. 蔡金棋,李淑贤,樊冰,唐良瑞. 电力建设. 2017(09)
[3]基于智能合约的配电网去中心化交易机制[J]. 平健,陈思捷,张宁,严正,姚良忠. 中国电机工程学报. 2017(13)
[4]能源互联网中基于区块链的电力交易和阻塞管理方法[J]. 邰雪,孙宏斌,郭庆来. 电网技术. 2016(12)
[5]基于博弈论的多微电网系统交易模式研究[J]. 赵敏,沈沉,刘锋,黄秀琼. 中国电机工程学报. 2015(04)
本文编号：3528561
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