一种面向端对端电力交易的智能合约设计方法与流程

1.本发明涉及电力系统自动化技术领域，具体为一种面向端对端电力交易的智能合约设计方法。


背景技术：

2.基于区块链的端对端电能交易涉及到多主体交互、交易、调度、结算等多业务流程，流程繁琐且对安全性要求较高。智能合约作为由事件驱动的程序代码，运行于区块链系统之上，当智能合约中的某一发事件被触发时,智能合约便会自动执行对应的条款，这为去中心化的端对端电力交易提供了全新的平台思路。通过精细化的智能合约设计，有助于提升交易数据的透明度和可审计性，为多主体端对端可信交易和双向互动提供重要保障。且利用智能合约, 能将原有耗时长、业务手续繁琐的功能模块利用计算机代码的形式保存在区块链上,自动触发执行,使得交易过程变得简单透明，有助于提升交易效率。
3.但现阶段区块链智能合约设计多仅针对主体交易业务展开，功能环节单一且难以充分协调售电用户与购电用户供需资源的快速匹配，如何设计一套面向端对端电力交易全业务逻辑的定制化的智能合约,在智能合约中写入端对端交易的清算、平衡、结算等具体细化交易规则，以适应端对端电力交易业务流程复杂,主体类型繁多、不确定性较强的特点，亟待研究。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种面向端对端电力交易的智能合约设计方法。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种面向端对端电力交易的智能合约设计方法，包括以下步骤：
7.s1，将每个交易日划分为多个交易周期，购电方与售电方在每个交易周期开始时通过交易平台调用p2p交易智能合约实现下一个周期双边电能交易合约的签署，进入到交易交割时段，执行步骤s2；
8.s2，在交易交割时段中，若购电方未能消费p2p交易智能合约签署的交易电量或售电方未能生产p2p交易智能合约签署的交易电量时，交易平台通过调用能量平衡智能合约实现实时电能的补充，保证p2p交易智能合约签署的交易电量正常执行，执行步骤s3；
9.s3，当交易交割时段结束后，交易平台通过调用交易结算智能合约完成双边交易的货币结算；
10.所述步骤s1中，p2p交易智能合约包括p2p市场开放函数、双向交易申请函数、同意申请交易函数、p2p市场关闭函数；
11.所述步骤s2中，能量平衡智能合约包括买方交易申请函数、卖方交易申请函数、能量平衡市场结算函数；
12.所述步骤s3中，交易结算智能合约包括买方支付函数、卖方支付函数。
13.进一步的，所述步骤s1中，当p2p市场开放时，系统运营商基于p2p市场开放函数初始化p2p交易市场，购电方通过调用双向交易申请函数向售电方发送面向交易交割时段交易申请，购电方通过客户端应用程序向售电方发起p2p交易请求，售电方接收到交易请求后，通过交易平台调用同意申请交易函数确认交易，实现p2p双边交易的达成，当p2p市场关闭时，系统运营商基于p2p市场关闭函数关闭p2p电力交易市场。
14.进一步的，所述交易请求包括买/卖方地址信息、p2p交易量信息以及交易价格信息。
15.进一步的，所述步骤s2中，当购电方未能消费p2p交易智能合约签署的交易电量或售电方未能生产p2p交易智能合约签署的交易电量时，购电方通过客户端应用程序调用买方交易申请函数向电网发起能量平衡交易申请，售电方通过交易平台调用卖方交易申请函数向电网发起能量平衡交易申请，能量平衡交易申请完成后，系统运营商调用能量平衡市场结算函数进行实时能源市场的出清。
16.进一步的，所述能量平衡交易申请的能量平衡交易价格以电网固定费率为准。
17.进一步的，所述步骤s3中，当交易交割时间结束后，能量平衡智能合约进行交易结算，基于p2p交易智能合约与能量平衡智能合约记录的交易数据，购电方通过客户端应用程序调用买方支付函数向电网与售电方发起结算请求，售电方通过交易平台调用卖方支付函数向电网发送结算请求。
18.进一步的，所述能量平衡智能合约进行交易结算是通过节点计量表记录的电能生产以及消费数据进行交易结算的。
19.进一步的，所述结算请求的货币以代币的形式转移至指定账户。
20.本发明的有益效果是：
21.1.本发明结合电力交易市场中多主体交互、交易、平衡、结算等具体功能需求，通过设计合理的智能合约交易规则及流程，实现面向端对端电力交易全业务功能模块的构建。
22.2.多种智能合约的有效衔接有助于辅助市场主体p2p交易决策并解决实时能量平衡问题，可有效应对新能源发电不确定性，激励多主体参与到端对端交易过程中。
23.3.终端用户的购/售电交易操作以及数据的查询操作节通过智能合约直接调用，智能合约基于一定的规则规范辅助终端用户实现自动计量、自动交易、自动审核、自动结算，该种模式有助于规范市场主体交易行为，审核不正当交易，保证源荷双方的可信交易。
附图说明
24.图1为本发明的智能合约执行流程框图。
具体实施方式
25.下面结合本发明的附图1，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的一部分实施例，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。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.一种面向端对端电力交易的智能合约设计方法，包括以下步骤：
28.s1，将每个交易日划分为多个交易周期，购电方与售电方在每个交易周期开始时通过交易平台调用p2p交易智能合约实现下一个周期双边电能交易合约的签署，进入到交易交割时段，执行步骤s2；
29.s2，在交易交割时段中，若购电方未能消费p2p交易智能合约签署的交易电量或售电方未能生产p2p交易智能合约签署的交易电量时，交易平台通过调用能量平衡智能合约实现实时电能的补充，保证p2p交易智能合约签署的交易电量正常执行，执行步骤s3；
30.s3，当交易交割时段结束后，交易平台通过调用交易结算智能合约完成双边交易的货币结算；
31.所述步骤s1中，p2p交易智能合约包括p2p市场开放函数、双向交易申请函数、同意申请交易函数、p2p市场关闭函数；
32.所述步骤s2中，能量平衡智能合约包括买方交易申请函数、卖方交易申请函数、能量平衡市场结算函数；
33.所述步骤s3中，交易结算智能合约包括买方支付函数、卖方支付函数。
34.进一步的，所述步骤s1中，当p2p市场开放时，系统运营商基于p2p市场开放函数初始化p2p交易市场，购电方通过调用双向交易申请函数向售电方发送面向交易交割时段交易申请，购电方通过客户端应用程序向售电方发起p2p交易请求，售电方接收到交易请求后，通过交易平台调用同意申请交易函数确认交易，实现p2p双边交易的达成，当p2p市场关闭时，系统运营商基于p2p市场关闭函数关闭p2p电力交易市场。
35.进一步的，所述交易请求包括买/卖方地址信息、p2p交易量信息以及交易价格信息。
36.进一步的，所述步骤s2中，当购电方未能消费p2p交易智能合约签署的交易电量或售电方未能生产p2p交易智能合约签署的交易电量时，购电方通过客户端应用程序调用买方交易申请函数向电网发起能量平衡交易申请，售电方通过交易平台调用卖方交易申请函数向电网发起能量平衡交易申请，能量平衡交易申请完成后，系统运营商调用能量平衡市场结算函数进行实时能源市场的出清。
37.进一步的，所述能量平衡交易申请的能量平衡交易价格以电网固定费率为准。
38.进一步的，所述步骤s3中，当交易交割时间结束后，能量平衡智能合约进行交易结算，基于p2p交易智能合约与能量平衡智能合约记录的交易数据，购电方通过客户端应用程序调用买方支付函数向电网与售电方发起结算请求，售电方通过交易平台调用卖方支付函数向电网发送结算请求。
39.进一步的，所述能量平衡智能合约进行交易结算是通过节点计量表记录的电能生产以及消费数据进行交易结算的。
40.进一步的，所述结算请求的货币以代币的形式转移至指定账户。
41.(1)p2p交易智能合约
42.1)p2p市场开放函数：系统运营商自动在特定时段开放p2p电能交易市场，为市场
用户实现面向下个时段的电能交易提供平台入口，购电方与售电方在链下协商，确定交易价格交割时间下的p2p交易量与价：
[0043][0044][0045][0046]
式中，tc为电力交易交割时间，为电力交易价格、为电力交易量、为购电方m支付给售电方n的p2p能源交易费用。为售电方n在电力交易交割时间tc时利用p2p交易中在全网售卖的电能；为购电方m在电力交易交割时间tc时利用利用p2p交易中在全网购买的电能。
[0047]
双向交易申请函数：购电方通过调用此功能函数向售电方提出p2p电能交易申请，其中申请信息包括交易交割时间tc、买/卖方id、交易量与交易价，该交易请求可表述为其中包括交易交割时间、买/卖方地址、p2p交易量、交易价格等信息。
[0048]
同意申请交易函数：售电方通过调用此功能函数确认买方提交的交易申请，双方达成p2p交易双边协议，售电方n接收到来自购电方m的交易请求rm→n后，验证该交易rm→n的报价数值是否与初始链下协商交易量价一致。若一致，则调用同意申请交易函数确认交易，实现p2p双边交易的达成；若不一致，则驳回此次交易。
[0049]
p2p市场关闭函数：系统判断该时段p2p市场结束时间是否到达，基于此功能函数关闭p2p电能交易市场，当t＝p2p市场关闭时间时，系统运营商基于p2p市场关闭函数关闭p2p电力交易市场，任何交易都不允许进一步提交。
[0050]
(2)能量平衡智能合约
[0051]
1)买方交易申请函数：在p2p交易双边协议物理交割时段，购电方基于智能电表耗电监控数据，计算实时电力需求与p2p双边交易协议中承诺签署的购电量误差，购电方自动调用此功能函数向电网提交购电或售电交易申请，以保障p2p双边交易协议顺利进行，电网基于固定电能费率与购电方交易，不足的电量向电网购买、多余的电量向电网出售：
[0052][0053][0054]
式中，为购电方m在交易交割时刻tc实际电能需求。购电方m实际电力需求与p2p合约签署购电数据的不平衡量。cb与cs为电网者提供的电能买入/卖出价格。是购电方m为实现实时能量平衡，支付给电网的不平衡电量的电能费用。
[0055]
卖方交易申请函数：在p2p交易双边协议物理交割时段，售电方基于智能电表发电监控数据，通过计算实时电力生产能量与p2p双边交易协议中承诺签署的售电量误差，售电方自动
[0056]
调用此功能函数电网提交购电或售电交易申请，电网基于固定电能费率与购电方交易，
[0057][0058][0059]
式中，为售电方n的实际电力生产数据。为售电方n实际生产数据与 p2p合约签署售电数据的不平衡量。是售电方n为实现实时能量平衡，支付给电网的不平衡电量的电能费用。
[0060]
能量平衡市场结算函数：系统调用此函数进行实时能源平衡市场的出清。
[0061]
(3)交易结算智能合约
[0062]
1)买方支付函数：购电方调用此功能函数向售电方支付电能交易费用、向电网支付电能平衡费用，购电方通过客户端应用程序调用交易结算智能合约中买方支付函数()售电方发起结算请求，支付货币将以代币的形式转移至售电方账户：
[0063][0064]
式中，cm→n为结算时购电方m向售电方n转移的等值代币。
[0065]
2)购电方通过客户端应用程序调用交易结算智能合约中买方支付函数向电网方发起结算请求，支付货币将以代币的形式转移至指定账户
[0066][0067]
式中，cm→
grid
为结算时购电方m向电网转移的等值代币。
[0068]
3)卖方支付函数：售电方通过调用此功能函数向电网支付能源平衡的费用，售电方通过客户端应用程序调用交易结算智能合约中卖方支付函数向电网发送结算请求，支付货币将以代币的形式转移至指定账户。
[0069][0070]
式中，cn→
grid
为结算时售电方n向电网转移的等值代币。
[0071]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。