基于双层区块链的电力点对点交易方法和系统

1.本发明涉及电力交易技术领域，具体涉及一种基于双层区块链的电力点对点交易方法、系统、存储介质和电子设备。


背景技术：

2.随着分布式电源、储能、电转气等设备的快速发展，传统的电力消费者逐步转变成兼备电力生产和消费的电力产消者。由于电力交易系统参与主体多，系统复杂性强，以及参与主体身份的模糊性、资源的多样性及分布式的特点，给传统电力运营采用中心化机构进行管理带来了诸多挑战：(1)交易中心和交易者之间存在不可避免的信任问题，交易的公平、透明和有效性无法保障；(2)交易主体多，交易规模小，主体间难以自由磋商、主动协调，提高了运行成本；(3)中心化的数据库提高了数据被篡改的风险，直接威胁交易数据的安全和交易方的利益。
3.区块链具有去中心化、公开透明、不可篡改的技术特性，区块链将数据保存在网络中每个节点，由所有节点共同维护，以区块链为基础电力点对点交易系统有效解决了传统电力运营采用中心化机构所带来的挑战。
4.但随着大量产消者并入区块链，区块节点数量剧增，给系统的安全性和稳定性带来了新挑战，尤其是各区块节点间电力交易频率高，交易流量过多容易引发电力潮流越限问题，给系统安全性带来挑战。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于双层区块链的电力点对点交易方法、系统、存储介质和电子设备，解决了各区块节点间电力交易频率高，交易流量过多容易引发电力潮流越限的技术问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
9.一种基于双层区块链的电力点对点交易方法，包括大电网区块链和多个微电网区块链，该方法具体包括：
10.s1、根据各主体的电力交易需求，获取每个所述主体的用能计划及其购能价格或者供能计划及其售能价格，并上传至所述各主体同属的微电网区块链的轮值背书节点；
11.s2、根据所述用能计划及其购能价格、所述供能计划及其售能价格，所述微电网区块链的轮值背书节点对所述各主体间进行先后两次电力调度匹配，并将该微电网的未满足的总用能计划及其购能价格，以及剩余的总供能计划及其售能价格上传至大电网区块链的轮值背书节点；
12.s3、根据所述未满足的总用能计划及其购能价格、所述剩余的总供能计划及其售能价格，在引入集中式电力系统的前提下，所述大电网区块链的轮值背书节点对各个微电
网间进行第三次电力调度匹配；
13.s4、基于s2和s3中的匹配信息形成交易合同并进行验证，通过后发送至交易主体双方各自所属微电网区块链的排序节点，更新相应的微电网区块链；
14.s5、基于所述交易合同进行电力交易，并将实际交易数据记录在所述交易主体双方各自所属微电网区块链中。
15.优选的，所述s2具体包括：
16.s21、根据所述供能计划及其售能价格、所述用能计划及其购能价格，第一轮值背书节点对所述各主体进行第一次电力调度匹配，所述微电网区块链的轮值背书节点包括第一轮值背书节点、第二轮值背书节点和第三轮值背书节点；
17.当e
c,β
≥e
p,α
时，
18.若则对供能主体α和用能主体β进行电力调度匹配并转入s4，将第一未满足的用能计划上传至所述第二轮值背书节点；否则，根据预设的供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对供能主体α和用能主体β进行电力调度匹配并转入s4，将第一未满足的用能计划上传至所述第二轮值背书节点：
19.当e
c,β
《e
p,α
时，
20.若则对供能主体α和用能主体β进行电力调度匹配并转入s4，将第一剩余的供能计划上传至所述第二轮值背书节点；否则，根据所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对供能主体α和用能主体β进行电力调度匹配并转入s4，将第一剩余的供能计划上传至所述第二轮值背书节点；
21.其中，e
p,α
为供能主体α的供能计划，b
p,α
为供能主体α的售能价格；e
c,β
为用能主体β的用能计划，b
c,β
为用能主体β的购能价格；
22.s22、根据所述第一未满足的用能计划和第一剩余的供能计划，所述第二轮值背书节点对所述各主体进行第二次电力调度匹配：
23.当e
c,δ
≥e
p,χ
时，
24.若则对供能主体χ和用能主体δ进行电力调度匹配并转入s4，将第二未满足的用能计划上传至所述第三轮值背书节点；否则，根据所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对供能主体χ和用能主体δ进行电力调度匹配并转入s4，将第二未满足的用能计划上传至所述第三轮值背书节点；
25.当e
c,δ
《e
p,χ
时，
26.若则对供能主体x和用能主体δ进行电力调度匹配并转入s4，将第二剩余的供能计划上传至所述第三轮值背书节点；否则，根据所述供用能主
体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对供能主体χ和用能主体δ进行电力调度匹配并转入s4，将第二剩余的供能计划上传至所述第三轮值背书节点；
27.其中，e
p,x
为供能主体x的第一未满足的供能计划，b
p,x
为供能主体x的售能价格；e
c,δ
为用能主体δ的第一剩余的用能计划，b
c,δ
为用能主体δ的购能价格；
28.s23、根据所有第二未满足的用能计划及其购能价格和所有第二剩余的供能计划及其售能价格，所述第三轮值背书节点获取该微电网内未满足的总用能计划及其购能价格，以及剩余的总供能计划及其售能价格，并上传至所述大电网区块链的轮值背书节点。
29.优选的，所述s3具体包括：
30.当e
c,ψ
≥e
p,ξ
时，
31.若则对用能微电网ψ和供能微电网ξ进行电力调度匹配，根据第二未满足的总用能计划中的用能主体的购能价格与所述集中式电力系统的售能价格，求解所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格进行电力调度匹配，并转入s4；
32.否则，根据所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对用能微电网ψ和供能微电网ξ进行电力调度匹配，根据第二未满足的总用能计划中的用能主体的购能价格与所述集中式电力系统的售能价格，求解所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格进行电力调度匹配，并转入s4；
33.当e
c,ψ
《e
p,ξ
时，
34.若则对用能微电网ψ和供能微电网ξ进行电力调度匹配并转入s4，将第二剩余的总供能计划重新上传至所述大电网区块链的轮值背书节点；否则，根据所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对用能微电网ψ和供能微电网ξ进行电力调度匹配，将第二剩余的总供能计划重新上传至所述大电网区块链的轮值背书节点，并转入s4；
35.其中，e
p,ξ
为供能微电网ξ的供能计划，b
p,ξ
为供能微电网ξ的售能价格；e
c,ψ
为用能微电网ψ的用能计划，b
c,ψ
为用能微电网ψ的购能价格。
36.优选的，所述供用能主体报价信息的目标函数包括最大化供能主体售电收益，以及最小化用能主体购电支出：
37.max u
p,i
(b
p,i
,b
p,-i
,b
c,j
)
38.min u
c,j
(b
c,j
,b
c,-j
,b
p,i
)
39.其中，u
p,i
为供能主体/微网i的效用函数，与其自身报价b
p,i
，除供能主体/微网i以外其他供能主体/微网的报价b
p,-i
，所有用能主体/微网报价b
c,j
有关；u
c,j
为用能主体/微网j的效用函数，与其自身报价b
c,j
，除用能主体/微网j以外其他用能主体/微网的报价b
c,-j
，所有供能主体/微网b
p,i
报价有关；
40.其约束条件包括：
41.(2)供能主体/微网出力上下限约束
[0042][0043]
其中，和分别是供能主体/微网供电量的下限和上限，q
p,i
表示供能主体/微网i供电量；
[0044]
(2)用能主体/微网购电量上下限约束
[0045][0046]
其中，和分别是用能主体/微网购电量的下限和上限，q
c,j
表示用能主体/微网j购电量。
[0047]
优选的，根据所述目标函数，基于最优反应策略获取所述相应的优化后的交易价格，具体包括：
[0048]
(1)用能主体/微网报价最优反应动态调整过程包括：
[0049][0050]
其中，r
c,j
为用能主体/微网j的报价，为用能主体/微网j的最优反应报价，为除用能主体/微网j以外其他用能主体/微网的报价，为所有供能主体/微网i的报价；
[0051][0052]
保证市场中所有供能主体/微网和除用能主体/微网j以外的其余用能主体/微网的报价不变，每个用能主体/微网的最优反应由其报价确定，即在用能主体/微网j的所有可取报价中，存在使得其对应的效用最小；
[0053]
(2)供能主体/微网报价最优反应动态调整过程包括：
[0054][0055]
其中，r
p,i
为供能主体/微网i的报价，为供能主体/微网i的最优反应报价，为除供能主体/微网i以外其他供能主体/微网的报价，为所有用能主体/微网j的报价；
[0056][0057]
保证市场中所有用能主体/微网及除供能主体/微网i以外的其余供能主体/微网的报价不变，每个供能主体/微网的最优反应由其报价确定，即在供能主体/微网i的所有可取报价中，存在使得其对应的效用最大。
[0058]
优选的，所述s5具体包括：
[0059]
若所述交易合同未履行或履行过程中存在违约行为，有过错的一方将承担相应的违约责任并赔付违约金；若所述交易合同履行成功，则基于智能电表所提供的交易实际数
据信息，自动转移交易费用，并将实际交易数据记录在所述交易主体双方所属微电网区块链中，完成电力交易。
[0060]
优选的，所述s1前还包括为所述各主体分配参与电力交易的权限许可。
[0061]
一种基于双层区块链的电力点对点交易系统，包括大电网区块链和多个微电网区块链，该系统具体包括：
[0062]
获取模块，用于根据各主体的电力交易需求，获取每个所述主体的用能计划及其购能价格或者供能计划及其售能价格，并上传至所述各主体同属的微电网区块链的轮值背书节点；
[0063]
第一匹配模块，用于根据所述用能计划及其购能价格、所述供能计划及其售能价格，所述微电网区块链的轮值背书节点对所述各主体间进行先后两次电力调度匹配，并将该微电网的未满足的总用能计划及其购能价格，以及剩余的总供能计划及其售能价格上传至大电网区块链的轮值背书节点；
[0064]
第二匹配模块，用于根据所述未满足的总用能计划及其购能价格、所述剩余的总供能计划及其售能价格，在引入集中式电力系统的前提下，所述大电网区块链的轮值背书节点对各个微电网间进行第三次电力调度匹配；
[0065]
验证模块，用于基于第一匹配模块和第二匹配模块中确定的匹配信息形成交易合同并进行验证，通过后发送至交易主体双方各自所属微电网区块链的排序节点，更新相应的微电网区块链；
[0066]
交易模块，用于基于所述交易合同进行电力交易，并将实际交易数据记录在所述交易主体双方各自所属微电网区块链中。
[0067]
一种存储介质，其存储有用于基于双层区块链的电力点对点交易的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如上所述的电力点对点交易方法。
[0068]
一种电子设备，包括：
[0069]
一个或多个处理器；
[0070]
存储器；以及
[0071]
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的电力点对点交易方法。
[0072]
(三)有益效果
[0073]
本发明提供了一种基于双层区块链的电力点对点交易方法、系统、存储介质和电子设备。与现有技术相比，具备以下有益效果：
[0074]
本发明包括大电网区块链和多个微电网区块链，提出双层区块链技术，实现交易主体将其用能计划或供能计划优先在其所属微电网区块链内进行两次调度匹配，仍未满足的用能计划或剩余的供能计划将被上传至大电网区块链进行第三次调度匹配，有效缓解了区块节点过多所带来的潮流越限、信息存储容量、算力要求等方面的压力；同时利用区块链的去中心化、不可篡改、公开透明的特性，解决了大量产消者并入电力交易系统给传统电力运营中心化机构带来的挑战。
附图说明
[0075]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
[0076]
图1为本发明实施例提供的一种基于双层区块链的电力点对点交易方法的流程示意图；
[0077]
图2本发明实施例提供的一种基于双层区块链的电力点对点交易系统的结构框图。
具体实施方式
[0078]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
[0079]
本技术实施例通过提供一种基于双层区块链的电力点对点交易方法、系统、存储介质和电子设备，解决了各区块节点间电力交易频率高，交易流量过多容易引发电力潮流越限的技术问题。
[0080]
本技术实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0081]
本发明实施例包括大电网区块链和多个微电网区块链，提出双层区块链技术，实现交易主体将其用能计划或供能计划优先在其所属微电网区块链内进行两次调度匹配，仍未满足的用能计划或剩余的供能计划将被上传至大电网区块链进行第三次调度匹配，有效缓解了区块节点过多所带来的潮流越限、信息存储容量、算力要求等方面的压力；同时利用区块链的去中心化、不可篡改、公开透明的特性，解决了大量产消者并入电力交易系统给传统电力运营中心化机构带来的挑战。
[0082]
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0083]
实施例：
[0084]
第一方面，如图1所示，本发明实施例提供了一种基于双层区块链的电力点对点交易方法，包括大电网区块链和多个微电网区块链，该方法具体包括：
[0085]
s1、根据各主体的电力交易需求，获取每个所述主体的用能计划及其购能价格或者供能计划及其售能价格，并上传至所述各主体同属的微电网区块链的轮值背书节点；
[0086]
s2、根据所述用能计划及其购能价格、所述供能计划及其售能价格，所述微电网区块链的轮值背书节点对所述各主体间进行先后两次电力调度匹配，并将该微电网的未满足的总用能计划及其购能价格，以及剩余的总供能计划及其售能价格上传至大电网区块链的轮值背书节点；
[0087]
s3、根据所述未满足的总用能计划及其购能价格、所述剩余的总供能计划及其售能价格，在引入集中式电力系统的前提下，所述大电网区块链的轮值背书节点对各个微电网间进行第三次电力调度匹配；
[0088]
s4、基于s2和s3中的匹配信息形成交易合同并进行验证，通过后发送至交易主体双方各自所属微电网区块链的排序节点，更新相应的微电网区块链；
[0089]
s5、基于所述交易合同进行电力交易，并将实际交易数据记录在所述交易主体双方各自所属微电网区块链中。
[0090]
本发明实施例包括大电网区块链和多个微电网区块链，提出双层区块链技术，实现交易主体将其用能计划或供能计划优先在其所属微电网区块链内进行两次调度匹配，仍未满足的用能计划或剩余的供能计划将被上传至大电网区块链进行第三次调度匹配，有效缓解了区块节点过多所带来的潮流越限、信息存储容量、算力要求等方面的压力；同时利用区块链的去中心化、不可篡改、公开透明的特性，解决了背景技术中提及的大量产消者并入电力交易系统给传统电力运营中心化机构带来的挑战。
[0091]
下面将和结合具体内容介绍上述技术方案的各个步骤：
[0092]
首先需要说明的是，本发明实施例中假设大电网中用能计划远大于供能计划，有必要引入集中式电力系统(集中式电力供应商)作为最终调度匹配过程电力的补充；且本发明实施例中各个微电网中的每个主体均为其所属微电网区块链的一个区块链节点。
[0093]
s1、根据各主体的电力交易需求，获取每个所述主体的用能计划及其购能价格或者供能计划及其售能价格，并上传至所述各主体同属的微电网区块链的轮值背书节点。
[0094]
不难理解的是，为了各主体可以参与后续的电力调度匹配过程，需要在s1前为所述各主体分配参与电力交易的权限许可；具体的可以由区块链电力点对点交易系统的监管机构完成赋权工作。
[0095]
此步骤中，基于历史数据和个人偏好或者其他指标，确定个主体的电力交易需求，以便确定其在后续电力调度匹配过程中的参与角色为供能主体，还是为用能主体。
[0096]
如果确定为供能主体，则需要上传其供能计划以及对应的售能价格至所属微电网区块链的轮值背书节点；如果确定为用能主体，则需要上传其用能计划以及对应的购能价格至所属微电网区块链的轮值背书节点，直至该微电网中的所有主体完成上传工作为止。
[0097]
每个微电网区块链的轮值背书节点均包括对应的包括第一轮值背书节点第二轮值背书节点和第三轮值背书节点后续步骤中将会展开详细说明。
[0098]
s2、根据所述用能计划及其购能价格、所述供能计划及其售能价格，所述微电网区块链的轮值背书节点对所述各主体间进行先后两次电力调度匹配，并将该微电网的未满足的总用能计划及其购能价格，以及剩余的总供能计划及其售能价格上传至大电网区块链的轮值背书节点。
[0099]
本发明实施例中在微电网区块链中先进行两次电力调度匹配，仍未满足的用能计划或供能计划才将被上传至大电网区块链进行调度匹配，大大缓解了系统在算力、存储等方面的压力。
[0100]
所述s2具体包括：
[0101]
s21、根据所述供能计划及其售能价格、所述用能计划及其购能价格，所述第一轮值背书节点对所述各主体进行第一次电力调度匹配：
[0102]
当e
c,β
≥e
p,α
时，
[0103]
若则对供能主体α和用能主体β进行电力调度匹配并转入s4，将第一未满足的用能计划上传至所述第二轮值背书节点否则，根据预设的供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对供能主体α和用能主体β进行电力调度匹配并转入s4，将第一未满足的用能计划上传至所述第二轮值背书节点
[0104]
当e
c,β
《e
p,α
时，
[0105]
若则对供能主体α和用能主体β进行电力调度匹配并转入s4，将第一剩余的供能计划上传至所述第二轮值背书节点否则，根据所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对供能主体α和用能主体β进行电力调度匹配并转入s4，将第一剩余的供能计划上传至所述第二轮值背书节点
[0106]
其中，e
p,α
为供能主体α的供能计划，b
p,α
为供能主体α的售能价格；e
c,β
为用能主体β的用能计划，b
c,β
为用能主体β的购能价格。
[0107]
s22、根据所述第一未满足的用能计划和第一剩余的供能计划，所述第二轮值背书节点对所述各主体进行第二次电力调度匹配：
[0108]
当e
c,δ
≥e
p,χ
时，
[0109]
若则对供能主体χ和用能主体δ进行电力调度匹配并转入s4，将第二未满足的用能计划上传至所述第三轮值背书节点否则，根据所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对供能主体χ和用能主体δ进行电力调度匹配并转入s4，将第二未满足的用能计划上传至所述第三轮值背书节点
[0110]
当e
c,δ
《e
p,x
时，
[0111]
若则对供能主体x和用能主体δ进行电力调度匹配并转入s4，将第二剩余的供能计划上传至所述第三轮值背书节点否则，根据所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对供能主体x和用能主体δ进行电力调度匹配并转入s4，将第二剩余的供能计划上传至所述第三轮值背书节点
[0112]
其中，e
p,x
为供能主体x的第一未满足的供能计划，b
p,x
为供能主体x的售能价格；e
c,δ
为用能主体δ的第一剩余的用能计划，b
c,δ
为用能主体δ的购能价格。
[0113]
s23、根据所有第二未满足的用能计划及其购能价格和所有第二剩余的供能计划
及其售能价格，所述第三轮值背书节点获取该微电网内未满足的总用能计划及其购能价格，以及剩余的总供能计划及其售能价格，并上传至所述大电网区块链的轮值背书节点。
[0114]
所述第三轮值背书节点接收上述两次微电网内调度匹配未满足的用能计划ec及其报价信息bc和剩余的供能计划e
p
及其报价信息b
p
，获取该微电网剩余的总供能计划及其售能价格及其售能价格未满足的总用能计划及其购能价格其中m为该微电网中剩余供能主体数量，n为未满足用能主体数量，e
p,i
表示供能主体i的剩余供能计划，b
p,i
表示供能主体i的售能价格，e
c,j
表示用能主体j的未满足用能计划，b
c,j
表示用能主体j的购能价格。
[0115]
各微电网区块链的第三轮值背书节点将其剩余的总供能计划e
p
及其售能价格b
p
，以及未满足的总用能计划ec及其购能价格bc发送至所述大电网区块链的轮值背书节点
[0116]
s3、根据所述未满足的总用能计划及其购能价格、所述剩余的总供能计划及其售能价格，在引入集中式电力系统的前提下，所述大电网区块链的轮值背书节点对各个微电网间进行第三次电力调度匹配；具体包括：
[0117]
当e
c,ψ
≥e
p,ξ
时，
[0118]
若则对用能微电网ψ和供能微电网ξ进行电力调度匹配，根据第二未满足的总用能计划中的用能主体的购能价格与所述集中式电力系统的售能价格，求解所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格进行电力调度匹配，并转入s4；
[0119]
否则，根据所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对用能微电网ψ和供能微电网ξ进行电力调度匹配，根据第二未满足的总用能计划中的用能主体的购能价格与所述集中式电力系统的售能价格，求解所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格进行电力调度匹配，并转入s4；
[0120]
当e
c,ψ
《e
p,ξ
时，
[0121]
若则对用能微电网ψ和供能微电网ξ进行电力调度匹配并转入s4，将第二剩余的总供能计划重新上传至所述大电网区块链的轮值背书节点；否则，根据所述供用能主体报价信息的目标函数，获取相应的优化后的交易价格，根据该优化后的交易价格对用能微电网ψ和供能微电网ξ进行电力调度匹配，将第二剩余的总供能计划重新上传至所述大电网区块链的轮值背书节点，并转入s4；
[0122]
其中，e
c,ψ
为用能微电网ψ的用能计划，b
c,ψ
为用能微电网ψ的购能价格；e
p,ξ
为供能微电网ξ的供能计划，b
p,ξ
为供能微电网ξ的售能价格。
[0123]
s4、基于s2和s3中的匹配信息形成交易合同并进行验证，通过后发送至交易主体双方各自所属微电网区块链的排序节点，更新相应的微电网区块链。
[0124]
该步骤中所述排序节点将所有通过的交易合同打包成区块，更新交易主体双方各自所在微电网区块链。
[0125]
s5、基于所述交易合同进行电力交易，并将实际交易数据记录在所述交易主体双方各自所属微电网区块链中；具体包括：
[0126]
若所述交易合同未履行或履行过程中存在违约行为，有过错的一方将承担相应的违约责任并赔付高昂的违约金；若所述交易合同履行成功，则基于智能电表所提供的交易实际数据信息，自动转移交易费用，并将实际交易数据记录在所述交易主体双方所属微电网区块链中，完成电力交易。
[0127]
特别的，上述各步骤中提及的所述供用能主体报价信息的目标函数包括最大化供能主体售电收益，以及最小化用能主体购电支出：
[0128]
max u
p,i
(b
p,i
,b
p,-i
,b
c,j
)
[0129]
min u
c,j
(b
c,j
,b
c,-j
,b
p,i
)
[0130]
其中，u
p,i
为供能主体/微网i的效用函数，与其自身报价b
p,i
，除供能主体/微网i以外其他供能主体/微网的报价b
p,-i
，所有用能主体/微网报价b
c,j
有关；u
c,j
为用能主体/微网j的效用函数，与其自身报价b
c,j
，除用能主体/微网j以外其他用能主体/微网的报价b
c,-j
，所有供能主体/微网b
p,i
报价有关；
[0131]
其约束条件包括：
[0132]
(3)供能主体/微网出力上下限约束
[0133][0134]
其中，和分别是供能主体/微网供电量的下限和上限，q
p,i
表示供能主体/微网i供电量；
[0135]
(2)用能主体/微网购电量上下限约束
[0136][0137]
其中，和分别是用能主体/微网购电量的下限和上限，q
c,j
表示用能主体/微网j购电量。
[0138]
需要注意的是，当供能主体/微电网与用能主体/微电网两个相邻轮次的报价差值都小于一个很小的正数时，市场成员的报价收敛至纳什均衡解，此时任何市场成员都不能再调整自身报价使效用函数更优，收敛依据如下：
[0139][0140][0141]
其中，ε为一很小的正数。
[0142]
根据所述目标函数，基于最优反应策略获取所述相应的优化后的交易价格，具体包括：
[0143]
(1)用能主体/微网报价最优反应动态调整过程包括：
[0144][0145]
其中，r
c,j
为用能主体/微网j的报价，为用能主体/微网j的最优反应报价，为除用能主体/微网j以外其他用能主体/微网的报价，为所有供能主体/微网i的报价；
[0146][0147]
保证市场中所有供能主体/微网和除用能主体/微网j以外的其余用能主体/微网的报价不变，每个用能主体/微网的最优反应由其报价确定，即在用能主体/微网j的所有可取报价中，存在使得其对应的效用最小；
[0148]
(2)供能主体/微网报价最优反应动态调整过程包括：
[0149][0150]
其中，r
p,i
为供能主体/微网i的报价，为供能主体/微网i的最优反应报价，为除供能主体/微网i以外其他供能主体/微网的报价，为所有用能主体/微网j的报价；
[0151][0152]
保证市场中所有用能主体/微网及除供能主体/微网i以外的其余供能主体/微网的报价不变，每个供能主体/微网的最优反应由其报价确定，即在供能主体/微网i的所有可取报价中，存在使得其对应的效用最大。
[0153]
本发明实施例在交易调度价格处理方法上采用上述价格弹性区间调度和多目标函数优化同时进行的方式进行处理，若供用能主体/微电网报价差与供用能主体/微电网报价加权平均值之比小于等于0.05，则默认可以直接进行交易，否则运用多目标函数对其价格进行优化处理，简化了交易价格协商的过程，提高了电力点对点交易过程的效率；同时实现了电力供能主体利益最大化和用能主体支出最小化。
[0154]
第二方面，如图2所示，本发明实施例提供了一种基于双层区块链的电力点对点交易系统，包括大电网区块链和多个微电网区块链，该系统具体包括：
[0155]
获取模块，用于根据各主体的电力交易需求，获取每个所述主体的用能计划及其购能价格或者供能计划及其售能价格，并上传至所述各主体同属的微电网区块链的轮值背书节点；
[0156]
第一匹配模块，用于根据所述用能计划及其购能价格、所述供能计划及其售能价格，所述微电网区块链的轮值背书节点对所述各主体间进行先后两次电力调度匹配，并将该微电网的未满足的总用能计划及其购能价格，以及剩余的总供能计划及其售能价格上传至大电网区块链的轮值背书节点；
[0157]
第二匹配模块，用于根据所述未满足的总用能计划及其购能价格、所述剩余的总
供能计划及其售能价格，在引入集中式电力系统的前提下，所述大电网区块链的轮值背书节点对各个微电网间进行第三次电力调度匹配；
[0158]
验证模块，用于基于第一匹配模块和第二匹配模块中确定的匹配信息形成交易合同并进行验证，通过后发送至交易主体双方各自所属微电网区块链的排序节点，更新相应的微电网区块链；
[0159]
交易模块，用于基于所述交易合同进行电力交易，并将实际交易数据记录在所述交易主体双方各自所属微电网区块链中。
[0160]
第三方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其存储有用于基于双层区块链的电力点对点交易的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如上所述的电力点对点交易方法。
[0161]
第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：
[0162]
一个或多个处理器；
[0163]
存储器；以及
[0164]
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的电力点对点交易方法。
[0165]
可理解的是，本发明实施例提供的基于双层区块链的电力点对点交易系统、存储介质和电子设备与本发明实施例提供的基于双层区块链的电力点对点交易方法相对应，其有关内容的解释、举例和有益效果等部分可以参考电力点对点交易方法中的相应部分，此处不再赘述。
[0166]
综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：
[0167]
1、本发明实施例包括大电网区块链和多个微电网区块链，提出双层区块链技术，实现交易主体将其用能计划或供能计划优先在其所属微电网区块链内进行两次调度匹配，仍未满足的用能计划或剩余的供能计划将被上传至大电网区块链进行第三次调度匹配，有效缓解了区块节点过多所带来的潮流越限、信息存储容量、算力要求等方面的压力；同时利用区块链的去中心化、不可篡改、公开透明的特性，解决了大量产消者并入电力交易系统给传统电力运营中心化机构带来的挑战。
[0168]
2、本发明实施例在交易调度价格处理方法上采用上述价格弹性区间调度和多目标函数优化同时进行的方式进行处理，若供用能主体/微电网报价差与供用能主体/微电网报价加权平均值之比小于等于0.05，则默认可以直接进行交易，否则运用多目标函数对其价格进行优化处理，简化了交易价格协商的过程，提高了电力点对点交易过程的效率；同时实现了电力供能主体利益最大化和用能主体支出最小化。
[0169]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0170]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。