基于区块链的电力交易方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及微电网电力交易领域，尤其涉及一种基于区块链的电力交易方法、装置、设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.目前，能源互联网中大量分布式电能产消者采用集中化交易方式面临三大问题：一是数量庞大的分布式电能产消者带来的海量发用电动态数据和固定资产静态数据，将导致中心化机构的设备投入大、数据计算效率低、优化决策收敛时间长，难以满足分布式电源实时运行的需求；二是分布式电能产消者与中心化交易机构之间的信任缺失，难以保证能源互联网电能交易的公平、公开和公正；三式中心化交易机构对分布式电能产消者的数据进行统一管理，带来极高的信息安全风险，一旦遭遇网络攻击，将极大危害交易安全及产消者的信息安全。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种基于区块链的电力交易方法，旨在解决现有技术中电力交易不够安全可靠的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种基于区块链的电力交易方法，所述基于区块链的电力交易方法包括：搭建电力区块链网络模型，基于所述电力区块链网络模型将电力物理网络与电力区块链网络进行节点映射，得到电力交易混合拓扑结构；基于所述电力交易混合拓扑结构，进行分布式节点的并网操作，得到交易区块链和电力区块链的双链结构；基于所述双链结构在预设电力交易机制下进行电力交易。
5.可选地，所述搭建电力区块链网络模型的步骤包括：根据电力交易过程中的不同预设功能，构建供电区块链、系统区块链和交易区块链，以所述供电区块链、所述系统区块链和所述交易区块链搭建所述电力区块链网络模型。
6.可选地，所述得到电力交易混合拓扑结构的步骤包括：将电力交易系统中的各个网络节点划分超级节点和普通节点，其中，一个超级节点连接一个或多个超级节点和普通节点；通过超级节点指定和协调每个普通节点的发电和用电方案，并与其他超级节点协调电力交易信息。
7.可选地，所述得到交易区块链和电力区块链的双链结构的步骤包括：以电力交易的公有区块链作为交易区块链，存储并记录所有电力交易的信息和智能合约；以电力交易的私有区块链作为电力区块链，存储节点信息和电力信息，并接收交易区块链的交易结果，对所述交易结果进行安全校验和阻塞管理。
8.可选地，所述得到交易区块链和电力区块链的双链结构的步骤，还包括：对所述交易区块链进行用电成本最小化判断，对所述电力区块链进行物理约束的判断；在所述交易区块链满足用电成本最小化要求，以及所述电力区块链满足物理约束之后，完成所述双链结构的设计。
9.可选地，所述基于所述双链结构在预设电力交易机制下进行电力交易的步骤包括：接收、汇总分布式电源主体上传的资产信息并全网广播，将每个节点的电力交易信息通过物理约束进行验证；根据不同的物理约束，作出对应区域的电力交易策略，确定每个分布式电源的可交易信息；根据实际发电和用电信息，在预设电力交易机制下完成电力交易结算。
10.可选地，所述在预设电力交易机制下完成电力交易结算的步骤包括：在分布式电源主体发布交易信息后，接收并密封竞价者的报价，并在验证报价后完成拍卖；根据分布式电源主体和中标者之间的线路约束和功率转移因子，计算当前电力交易对各支路的影响，由智能合约判断是否存在越限情况；若无越限情况，则进行交易结算，确定中标者与成交价格，完成对应相关费用的处理。
11.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于区块链的电力交易装置，所述基于区块链的电力交易装置包括：搭建构造模块，用于搭建电力区块链网络模型，基于所述电力区块链网络模型将电力物理网络与电力区块链网络进行节点映射，得到电力交易混合拓扑结构；节点并网模块，用于基于所述电力交易混合拓扑结构，进行分布式节点的并网操作，得到交易区块链和电力区块链的双链结构；电力交易模块，基于所述双链结构在预设电力交易机制下进行电力交易。
12.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于区块链的电力交易设备，所述基于区块链的电力交易设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于区块链的电力交易程序，所述基于区块链的电力交易程序被所述处理器执行时实现如上述的基于区块链的电力交易方法的步骤。
13.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于区块链的电力交易程序，所述基于区块链的电力交易程序被处理器执行时实现如上所述的基于区块链的电力交易方法的步骤。
14.本发明实施例提出的一种基于区块链的电力交易方法、设备及计算机可读存储介质，通过基于分布式电源与区块链网络之间的物理信息映射，构建了在去中心化的环境下，分布式电源主体和终端用户之间采用p2p协议形成的电力交易混合拓扑结构（区块链混合式p2p结构），以满足大量分布式电源加入能源互联网所需要的网络通讯量和高扩展性。并在此拓扑结构的基础上，对分布式电源主体和终端用户之间点对点电能交易的数据结构进行解耦，设计了能源互联网电力区块链和交易区块链耦合的双链结构。结合区块链的不对
称加密技术、共识机制和智能合约实现双链结构的科学性、可行性和安全性方面的优势。充分说明不仅保证电力交易的安全可靠，并能提高分布式发电资源利用率的有效性，且能提高分布式电源主体参与电能交易的积极性。
附图说明
15.图1是本发明实施例方案涉及的运行设备的结构示意图；图2为本发明基于区块链的电力交易方法一实施例的流程示意图；图3为本发明基于区块链的电力交易方法一实施例中电力物理网络与电力区块链网络的节点映射关系示意图；图4为本发明基于区块链的电力交易方法一实施例中第一类和第二类的拓扑结构示意图；图5为本发明基于区块链的电力交易方法一实施例中超级节点的电力交易混合拓扑结构示意图；图6为本发明基于区块链的电力交易方法一实施例中双链结构示意图；图7为本发明基于区块链的电力交易方法一实施例中按工作流程划分的双链结构示意图；图8为本发明基于区块链的电力交易方法一实施例中交易区块链的数据结构示意图；图9为本发明基于区块链的电力交易方法一实施例中电力区块链的数据结构示意图。
16.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
17.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的运行设备的结构示意图。
19.如图1所示，该运行设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（central processing unit，cpu），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（display）、输入单元比如键盘（keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（wireless-fidelity，wi-fi）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（random access memory，ram）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（non-volatile memory，nvm），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
20.本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对运行设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
21.如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及基于区块链的电力交易程序。
22.在图1所示的运行设备中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；用户
接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明运行设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在运行设备中，所述运行设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于区块链的电力交易程序，并执行以下操作：搭建电力区块链网络模型，基于所述电力区块链网络模型将电力物理网络与电力区块链网络进行节点映射，得到电力交易混合拓扑结构；基于所述电力交易混合拓扑结构，进行分布式节点的并网操作，得到交易区块链和电力区块链的双链结构；基于所述双链结构在预设电力交易机制下进行电力交易。
23.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于区块链的电力交易程序，还执行以下操作：所述搭建电力区块链网络模型的步骤包括：根据电力交易过程中的不同预设功能，构建供电区块链、系统区块链和交易区块链，以所述供电区块链、所述系统区块链和所述交易区块链搭建所述电力区块链网络模型。
24.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于区块链的电力交易程序，还执行以下操作：所述得到电力交易混合拓扑结构的步骤包括：将电力交易系统中的各个网络节点划分超级节点和普通节点，其中，一个超级节点连接一个或多个超级节点和普通节点；通过超级节点指定和协调每个普通节点的发电和用电方案，并与其他超级节点协调电力交易信息。
25.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于区块链的电力交易程序，还执行以下操作：所述得到交易区块链和电力区块链的双链结构的步骤包括：以电力交易的公有区块链作为交易区块链，存储并记录所有电力交易的信息和智能合约；以电力交易的私有区块链作为电力区块链，存储节点信息和电力信息，并接收交易区块链的交易结果，对所述交易结果进行安全校验和阻塞管理。
26.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于区块链的电力交易程序，还执行以下操作：所述得到交易区块链和电力区块链的双链结构的步骤，还包括：对所述交易区块链进行用电成本最小化判断，对所述电力区块链进行物理约束的判断；在所述交易区块链满足用电成本最小化要求，以及所述电力区块链满足物理约束之后，完成所述双链结构的设计。
27.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于区块链的电力交易程序，还执行以下操作：所述基于所述双链结构在预设电力交易机制下进行电力交易的步骤包括：接收、汇总分布式电源主体上传的资产信息并全网广播，将每个节点的电力交易信息通过物理约束进行验证；
根据不同的物理约束，作出对应区域的电力交易策略，确定每个分布式电源的可交易信息；根据实际发电和用电信息，在预设电力交易机制下完成电力交易结算。
28.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于区块链的电力交易程序，还执行以下操作：所述在预设电力交易机制下完成电力交易结算的步骤包括：在分布式电源主体发布交易信息后，接收并密封竞价者的报价，并在验证报价后完成拍卖；根据分布式电源主体和中标者之间的线路约束和功率转移因子，计算当前电力交易对各支路的影响，由智能合约判断是否存在越限情况；若无越限情况，则进行交易结算，确定中标者与成交价格，完成对应相关费用的处理。
29.本发明实施例提供了一种基于区块链的电力交易方法，参照图2，图2为本发明一种基于区块链的电力交易方法第一实施例的流程示意图。
30.本实施例中，所述基于区块链的电力交易方法包括：步骤s10：搭建电力区块链网络模型，基于所述电力区块链网络模型将电力物理网络与电力区块链网络进行节点映射，得到电力交易混合拓扑结构。
31.在本实施例中，分布式发电主体和电能消费者之间点对点电能交易的执行需要依附于物理系统进行，电能交易的运营需要与物理传输网络的运营相协调，以保证交易的顺利执行。电力区块链网络并不直接与电力物理网络的能量流对接，而是借助物理设备通过信息的交互实现分布式发电主体和电能消费者之间的关联，电力物理网络与电力区块链网络的节点映射关系如图3所示。电力物理网络主要包括能源节点、bte（blockchain terminal equipment，区块链终端设备）和ia（intelligent ammeter，智能仪表）。能源节点指的是参与基于区块链电能交易的实体，主要是包括分布式电源、负荷和储能的生产型消费者以及普通消费者。每个能源节点都装设了btw与ia，ia采集能量需求信息、设备的运行状态信息、电网电价信息等，ia的可信计量是电能交易的重要依据；bte与ia相互关联，可以实现信息的记录以及与其他节点的通信。区块链网络层，一般采用p2p（peer to peer，点对点）网络，没有中心服务器，将电力物理网络的用户映射为p2p的节点，网络中每个服务器地位对等，主要完成数据的传播、加密签名和验证等工作，同时每个节点可以自由加入或退出网络。
32.网络拓扑（network topology）结构是指通过某种通讯协议，使各种设备的能完成信息交互物理布局。而基于p2p网络的节点之间的网络拓扑连接方式大致可分为三类：第一类为集中式网络结构。在该结构中，控制中心掌握着所有分布式电源的完整信息，并拥有对所有单元的完全控制权。第二类为完全分散式网络拓扑。该结构没有中央节点，所有的节点都是平等的，并且随机加入系统。第一类和第二类的拓扑结构分别如图4所示。在本实施例中，采用第三类的混合式p2p网络拓扑、即电力交易混合拓扑结构。混合式p2p网络既具备集中式p2p网络的通讯效率高的优点，也具备完全分散式p2p网络的去中心化的优点。它在分布式模式的架构上，把系统内的节点划分成两类：超级节点和普通节点。超级节点较之普通节点有更强大的算力，通过与多个普通节点相连接，形成“自治簇”，由超级节点制定和协调
每一个普通节点的发电或用电具体方案，并且与其他超级节点之间协调电能交易信息。一个典型的带有超级节点的电力交易混合拓扑结构如图5所示。该结构不仅能增强系统的可扩展性，解决大量分布式节点频繁接入或退出带来的信息和能量交互问题，而且不需要中心化的决策者，大幅提高决电能调度和交易的决策效率。多个超级节点之间依据电能传输稳定性或者交易的独立性可自组织为星形拓扑、环状拓扑、总线拓扑等拓扑结构，最终呈现一种混合式的拓扑方式。
33.步骤s20：基于所述电力交易混合拓扑结构，进行分布式节点的并网操作，得到交易区块链和电力区块链的双链结构。
34.在本实施例中，如图6所示，双链结构分为物理层、区块链网络层、驱动层和应用层，物理层为能源节点连接示意图；区块链网络层为能源节点映射生成的去中心化网络，驱动区块链架构的运转；驱动层包含智能合约、共识机制和激励机制；应用层为实际电力应用。
35.驱动层包括共识机制、智能合约和激励机制，是实现电力系统运营与交易的核心层，参与主体经过博弈形成交易后，自动生成智能合约，智能合约具有交易双方用户id、交易价格、交易时间和能源类型等属性，然后交易双方用私钥签名以确保数据的可靠性，上传至电力区块链，并进行全网广播。考虑参与电力交易的数量庞大，包括电力用户、发电商、售电商等，因此采用股份授权证明共识机制，由区块链网络中的所有成员选举出多个记账人，避免权力的过度集中，记账人验证ia的电能数据，并打包上传至交易区块链，智能合约根据电量数据自动计算交易信息，然后由记账人打包上传为交易区块链，多个记账人之间相互验证，确保信息无误以后面向全网广播。而激励机制是每次打包每一个区块，记账人可从交易中按比例收取交易费，作为记账权的节点的收益，这样可以驱动整个平台运行。而应用层主要包含区块链用户客户端，各种加密货币，如以太坊钱包、比特币实现转账、记账功能。
36.区块链技术作为能源互联网信息技术的组成部分，采用了p2p的网络架构。在p2p网络中，没有所谓的中心服务器，每一个节点即作为客户机，又充当服务器；既享用其他节点提供的服务，又为其他节点提供服务。分布式发电主体和电能消费者要进行点对点电能交易，一方面要对自己的设备信息和负荷信息精确掌控，一方面要与其他的节点进行信息共享和通信，从而对系统的运行状态有更加准确的判断。每个分布式发电主体和电能消费者都是一个节点，节点通过p2p协议加入到交易系统进行信息发布和获取，其消息协议包含5种类型的信息，ping和pong消息用来发现分布式电力系统交易系统内的邻居节点，query和queryhit消息用来进行电能交易数据査询，push消息用来穿越防火墙的主机和数据探测。
37.步骤s30：基于所述双链结构在预设电力交易机制下进行电力交易。
38.在本实施例中，按工作流程划分的双链结构如图7所示。其中交易区块链设计为具有资产信息链和交易信息链的侧链式结构，而电力区块链根据能源互联网分布式电能交易模式设计与用户直接交易和与电网交易两种模式。交易区块链可根据需要生成资产信息和交易信息两条侧链，其中资产信息主要记录分布式发电设备信息、负荷需求信息以及配电网信息。而交易信息，可根据不同的市场机制，例如日前市场或者实时市场的电能交易，记录交易达成情况。电力区块链可根据需要生成分布式发电与用户直接交易和与电网交易两种情况，两种情况下的分布式发电分别要满足不同的物理约束，而且总体还需要满足能源
互联网的功率平衡和供需平衡。
39.在本实施例中，基于分布式电源与区块链网络之间的物理信息映射，构建了在去中心化的环境下，分布式电源主体和终端用户之间采用p2p协议形成的电力交易混合拓扑结构（区块链混合式p2p结构），以满足大量分布式电源加入能源互联网所需要的网络通讯量和高扩展性。并在此拓扑结构的基础上，对分布式电源主体和终端用户之间点对点电能交易的数据结构进行解耦，设计了能源互联网电力区块链和交易区块链耦合的双链结构。结合区块链的不对称加密技术、共识机制和智能合约实现双链结构的科学性、可行性和安全性方面的优势。充分说明不仅保证电力交易的安全可靠，并能提高分布式发电资源利用率的有效性，且能提高分布式电源主体参与电能交易的积极性。
40.可选地，所述搭建电力区块链网络模型的步骤包括：根据电力交易过程中的不同预设功能，构建供电区块链、系统区块链和交易区块链，以所述供电区块链、所述系统区块链和所述交易区块链搭建所述电力区块链网络模型。
41.在本实施例中，能源互联网的核心要素为分布式发电技术与信息技术，区块链技术作为信息技术的组成部分，可以为分布式发电主体和电能消费者构建电能产销信息的桥梁，使电能生产、传输和消费过程中的数据公开透明，为分布式发电主体和电能消费者进行一对一、一对多或者多对多的点对点电能交易决策提供信息支撑。通过分析区块链技术在电力交易过程中所完成的不同功能，构建了供电区块链、系统区块链和交易区块链，通过它们的相互交互构成了能源区块链网络、即搭建了电力区块链网络模型。
42.可选地，所述得到电力交易混合拓扑结构的步骤包括：将电力交易系统中的各个网络节点划分超级节点和普通节点，其中，一个超级节点连接一个或多个超级节点和普通节点；通过超级节点指定和协调每个普通节点的发电和用电方案，并与其他超级节点协调电力交易信息。
43.在本实施例中，在如图5所示的混合式结构中，超级节点s可以是单个装机容量大的分布式电源，也可以是多个分布式电源在目标利益一致的情况下，通过区块链技术进行组合而形成。由于超级节点具有额定功率大、功率输出在一定范围内可控、能快速跟随负荷波动性的特性，承担整个混合式拓扑框架内的电压和频率稳定功能。其他微小分布式发电可作为从电源，跟随超级节点的控制策略和市场策略来运行。采用超级节点和普通节点相结合的方式，可以降低单个分布式电源的波动性，从而达到稳定电能输出、减少偏差电量惩罚以最大化其受益的目的。同时该混合式结构还可以最大化程度降低分布式发电出力的波动性，而且超级节点之间采用动态分区电价的模式，吸引微小分布式电源的加入。
44.可选地，所述得到交易区块链和电力区块链的双链结构的步骤包括：以电力交易的公有区块链作为交易区块链，存储并记录所有电力交易的信息和智能合约；以电力交易的私有区块链作为电力区块链，存储节点信息和电力信息，并接收交易区块链的交易结果，对所述交易结果进行安全校验和阻塞管理。
45.在本实施例中，交易区块链是电能交易的公有链，存储并记录所有交易的信息及智能合约，实现不同节点间的交易合同确认，交易区块链的数据结构如图8所示。
46.在本实施例中，电力区块链为自建的私有链，仅服务于区域同一电压等级下的用
户，用于存储ia上传的节点信息和能源信息，不执行交易；保证节点信息的真实性、完整性和隐私性。接收交易区块链的交易结果，并对其安全校核和阻塞管理，当不满足系统约束时，调整交易量。通过关联设计及其双向验证，实现交易区块链和电力区块链的双链互动，可以服务不同区域的市场主体进行电能交易。保证交易的过程是真实、完整和透明，以及交易的结果是可追溯性、可浏览查阅的。电力区块链的数据结构如图9所示。
47.可选地，所述得到交易区块链和电力区块链的双链结构的步骤，还包括：对所述交易区块链进行用电成本最小化判断，对所述电力区块链进行物理约束的判断；在所述交易区块链满足用电成本最小化要求，以及所述电力区块链满足物理约束之后，完成所述双链结构的设计。
48.在本实施例中，能源互联网供电单元有分布式电源、储能系统以及大电网供电，需满足总体供需平衡关系。而根据双链结构的电力区块链设计，分布式发电量不仅要满足分布式电源主体自身的负荷需求，并且还需要对储能系统充电，然后将富余电力进行点对点电能交易，或者出售给大电网，所以应满足电量不等式约束。分布式发电主体要参与点对点电能交易，则其在每一时间间隔内的电能利用率要受到发电和负荷需求的限制。由于每一时间间隔内负荷的需求可能超过自身发电量，或者自身发电量超过负荷需求，故还需要满足电能使用量约束。所有参与点对点电能交易市场的用户，在任意时间间隔内的购电量都受到其当前时段负荷需求的限制，就应该受到当前时段负荷约束。同理，对于分布式发电主体，在任意时间间隔内还应受到销售电量约束。所以，分布式电源以点对点交易方式或者将部分电能出售给大电网，在电力区块链的构建过程中，应满足上述物理约束。
49.在本实施例中，在电力市场中，针对居民用电有各种不同电价计划，最常见的为统一电价机制和分时电价机制。统一电价为固定值且不随时间变化，分时电价随时间变化，且不同的时间窗下具有不同的价格。而平段电价是指介于低谷电价和峰时电价之间的电价。能源互联网中安装有分布式发电设备的用户需要将自己的富余发电出售给大电网，在这种情况下，大电网按照平段电价来收购这部分电力。能源互联网中既存在用户之间点对点的电能交易方式，也存在用户直接从大电网购电的交易方式。当点对点电能交易产生时，其状态是电能终端用户就近购买分布式能源发电的电价低于从大电网购电的电价，同时该价格高于大电网收购该部分发电量的电价。在电力交易区块链的形成过程中，费用结算过程与电力区块链紧密耦合，根据电力区块链的发用电决策以及最终发用电情况，通过共识算法打包形成基于电力区块链的交易区块链。
50.可选地，所述基于所述双链结构在预设电力交易机制下进行电力交易的步骤包括：接收、汇总分布式电源主体上传的资产信息并全网广播，将每个节点的电力交易信息通过物理约束进行验证；根据不同的物理约束，作出对应区域的电力交易策略，确定每个分布式电源的可交易信息；根据实际发电和用电信息，在预设电力交易机制下完成电力交易结算。
51.在本实施例中，按工作流程划分的能源区块链双链结构如图7所示。其中交易区块链设计为具有资产信息链和交易信息链的侧链式结构，而电力区块链根据能源互联网分布
式电能交易模式设计与用户直接交易和与电网交易两种模式。交易区块链可根据需要生成资产信息和交易信息两条侧链，其中资产信息主要记录分布式发电设备信息、负荷需求信息以及配电网信息。而交易信息，可根据不同的市场机制，例如日前市场或者实时市场的电能交易，记录交易达成情况。电力区块链可根据需要生成分布式发电与用户直接交易和与电网交易两种情况，两种情况下的分布式发电分别要满足不同的物理约束，而且总体还需要满足能源互联网的功率平衡和供需平衡。
52.在本实施例中，双链结构的能源互联网点对点电能交易工作流程为，一、分布式电源主体将资产信息通过客户端上传到区块链系统，将分布式发电设备的发电容量、发电时段等信息全网广播。汇总后的分布式电源可交易电量、交易时段等信息、价格信息及奖惩机制通过交易信息侧链进行全网广播。
53.二、将每个节点的电能交易信息通过能源互联网的物理约束进行验证，当各节点的发用电满足功率约束和供需平衡等约束条件时，进一步根据各节点是自发自用余电上网模式还是全部电量直接上网的交易模式，判断每种交易模式是否满足物理约束。
54.三、根据不同电压等级、不同线路的物理约束，作出相关区域的分布式电能交易决策，从而确定每个分布式电源可交易电量和交易时段，并反馈回交易侧链。
55.四、最后根据实际发用电情况，由区块链智能合约完成本次的电能交易结算。
56.可选地，所述在预设电力交易机制下完成电力交易结算的步骤包括：在分布式电源主体发布交易信息后，接收并密封竞价者的报价，并在验证报价后完成拍卖；根据分布式电源主体和中标者之间的线路约束和功率转移因子，计算当前电力交易对各支路的影响，由智能合约判断是否存在越限情况；若无越限情况，则进行交易结算，确定中标者与成交价格，完成对应相关费用的处理。
57.在电力系统领域，电能并不能简单的当作一般商品来进行出售，需要满足电力系统的物理约束，才能保证系统的安全、稳定运行。因此在本实施例中，将点对点电能交易的拍卖机制按时间顺序划分为5个阶段：发布交易信息、密封报价、验证报价完成拍卖、阻塞管理及安全校核、交易结算。每一阶段的任务如下：一、发布交易阶段：分布式电源主体通过区块链平台向全网公布其发电量、发电时段及价格信息，并通过智能合约验证自身账户中存在一定数量保证金，且金额不得小于发电量与价格之积，以避免整个系统内出现虚假报价的情况。该智能合约在初始化阶段会创建对象，记录拍卖受益人、拍卖开始时间、拍卖结束时间、最髙出价者地址、最高出价等信息。
58.二、密封报价阶段：竞价者将自己的出价通过加密后进行报价，出价信息通过sha3函数加密后发送给拍卖系统，确保原始数据不被泄露，而且同一个竞价者可以多次出价。为了避免恶意竞标，每次竞价都将会将该次竞价的金额发送到智能合约账户。
59.三、验证报价阶段：到了拍卖截止时间，通过逆向解密过程将加密的出价信息进行解密，并显示所有出价信息，除了最高价之外的所有竞价者的出价都被退回原账户。当所有报价均低于分布式电源主体出价时，该次拍卖失败，进入下一轮的拍卖报价。
60.四、阻塞管理和安全校核：在阻塞管理和安全校核阶段，根据分布式发电主体和中
标者之间的线路约束和功率转移因子，计算该次电能交易产生的情况下对各支路潮流的影响，由智能合约判断是否存在潮流越限情况。若无潮流越限，则智能合约确定中标者与成交价格；若存在阻塞或者潮流越限，则根据潮流计算结果由竞标者重新确认其投标量和投标电价。
61.五、交易结算阶段：拍卖结束并确定了中标者与成交价格，智能合约代码计算该次交易所应支付的服务费用，并将该费用转移到成功挖到区块的超级节点的账户上，将剩余交易金额发送到分布式电源主体账户上，且将竞标失败用户的金额退回其账户地址。如果在竞拍成功后的时间区间内，实际发电量小于拍卖电量，则根据相关惩罚机制对分布式电源主体进行惩罚。
62.在本实施例中，设计了基于双向拍卖机制的点对点电能交易机制，以区块链智能合约为自动执行单元，实现参与主体之间的分布式发电资源双向拍卖。分布式电源主体和终端用户采用拍卖的方式达成电能交易意向，竞拍过程中采取密封报价的形式确保原始数据不被泄露。在智能合约中以分布式发电主体发电成本函数为电价制定依据，以参与主体社会福利最大化为目标，并以功率转移因子和网络拓扑为依据计算服务费用。从而使点对点电能交易智能合约能满足多次竞标、多次拍卖、多对多交易的特点，同时能保证时效性和安全性。
63.此外，本发明实施例还提供一种基于区块链的电力交易装置，所述基于区块链的电力交易装置包括：搭建构造模块，用于搭建电力区块链网络模型，基于所述电力区块链网络模型将电力物理网络与电力区块链网络进行节点映射，得到电力交易混合拓扑结构；节点并网模块，用于基于所述电力交易混合拓扑结构，进行分布式节点的并网操作，得到交易区块链和电力区块链的双链结构；电力交易模块，基于所述双链结构在预设电力交易机制下进行电力交易。
64.此外，本发明实施例还提供一种基于区块链的电力交易设备，所述基于区块链的电力交易设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于区块链的电力交易程序，所述基于区块链的电力交易程序被所述处理器执行时实现如上述的基于区块链的电力交易方法的步骤。
65.此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于区块链的电力交易程序，所述基于区块链的电力交易程序被处理器执行时实现如上所述的基于区块链的电力交易方法的步骤。
66.需要说明的是，在本文中，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
67.上述本发明实施例序号仅为了描述，不代表实施例的优劣。
68.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做
出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
69.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。