论文总字数：16053字

摘 要

近些年，国内的电力体制不断改革，新兴配电网中，逐渐出现了分布式电源，分布式电源与以集中方式管理运行的传统火力发电不同，分布式电源不存在成本及信息安全风险高、效率及透明度低的问题。分布式电源的加入给新兴配电网的交易带来了机遇与挑战。因此，本文提出基于区块链技术的配电网运行模式。首先，建立没有中心机构参与其中的配电网多主体交易模型：该交易体制中的生产者及消费者可发起实时交易请求，基于区块链技术的去中心化交易模式，使交易拥有数据透明、信息对称的优点。然后，设计了电力交易的智能合约。本文中建立的去中心化电能交易方法可实现对电能的多边竞价交易，降低交易中的成本，从而确保配网的安全运行以及其经济性。本文将以区块链技术为基础，建立分布式电源交易平台，并部署智能合约。

关键词：区块链技术；分布式电源；配电网；智能合约

Abstract

In recent years, the domestic power system has been constantly reformed, and distributed power sources have gradually appeared in emerging distribution networks. Distributed power sources are different from traditional thermal power generation that is managed and operated in a centralized manner. Distributed power sources have no cost and high information security risks. , Low efficiency and transparency. The addition of distributed power has brought opportunities and challenges to the trading of emerging distribution networks. Therefore, this paper proposes the operation mode of distribution network based on blockchain technology. First, establish a multi-agent transaction model of the distribution network without the participation of a central agency: producers and consumers in this transaction system can initiate real-time transaction requests, and a decentralized transaction model based on blockchain technology makes transactions transparent. The advantages of information symmetry. Then, a smart contract for power trading was designed. The decentralized electric energy trading method established in this paper can realize the multilateral bidding transaction of electric energy and reduce the cost in the transaction, thereby ensuring the safe operation of the distribution network and its economy. This article will build on the blockchain technology, build a distributed power trading platform, and deploy smart contracts.

Keywords: blockchain technology；distributed power；distribution network；smart contract

目录

摘 要…………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract…………………………………………………………………………………Ⅱ

第一章 引 言……………………………………………………………………………1

1.1分布式电源与集中式电源差异…………………………………………………1

1.2区块链技术的引入………………………………………………………………1

1.3论文内容概述……………………………………………………………………1

第二章 区块链技术……………………………………………………………………2

2.1区块链概述………………………………………………………………………2

2.2区块链主体………………………………………………………………………2

2.2.1区块链的构成………………………………………………………………2

2.2.2区块链网络…………………………………………………………………2

2.2.3区块链加密系统……………………………………………………………2

2.3区块链特点………………………………………………………………………3

第三章 分布式电源配电网交易机制…………………………………………………4

3.1分布式电源（DG）特点…………………………………………………………4

3.2分布式电源分类…………………………………………………………………4

3.2.1 风力发电……………………………………………………………………4

3.2.2 光伏发电……………………………………………………………………5

3.2.3 微型燃气轮机………………………………………………………………5

3.3分布式电源配网架构……………………………………………………………5

第四章 智能合约………………………………………………………………………7

4.1智能合约的发展…………………………………………………………………7

4.2智能合约运行机制………………………………………………………………7

4.3智能合约要素及函数……………………………………………………………7

4.4合同交易结算……………………………………………………………………8

4.5 GO 语言…………………………………………………………………………8

第五章 机遇与挑战……………………………………………………………………9

5.1机遇………………………………………………………………………………9

5.2挑战………………………………………………………………………………9

第六章 结论……………………………………………………………………………10

结 束 语…………………………………………………………………………………11

致 谢…………………………………………………………………………………12

参考文献（References）………………………………………………………………13

附录………………………………………………………………………………………14

第一章 引言

1.1 分布式电源与集中式电源差异

国家电力市场的新一轮改革使得分布式电源例如风力发电、微型燃气轮机、光伏发电渐渐加入到市场交易中来，与传统火力发电不同的是：分布式电源的配电网与输电网特性存在较大差异，配电网中电能生产者与消费者数量庞大，但单笔交易规模一般较小；同时，配电网中各自拥有自身发电设备及用电设备的完全控制权，且在发电及用电特性、报价竞价模式上具有不确定性与差异性；生产者与消费者的目的为谋求利益，因此其对交易的公平性、个人隐私性及公共数据透明性有更高的要求。

而集中式交易中心存在的问题无法满足新兴的电力市场交易体制的要求：1.集中式交易中心运行成本较高、决策时间较长、运行效率较低，很难满足需要实时运行的新兴配电网；2.中心机构存在信息安全风险，一方面可能会危及交易安全，另一方面可能会产生对生产者及消费者的隐私安全；3.集中式的交易中心难以保证交易的公平性、透明性，使得其与消费者之间存在信任问题^[1]。

1.2区块链技术的引入

为满足新兴配电网的需求，可以在配电网交易中引入区块链技术。区块链技术具有：透明化、去中心化、合约执行自动化以及可追溯性的特点。根据这些特点，建立去中心化的分布式数据库，从而解决传统火电厂交易模式中，中心化机构的高成本、低效率以及信息不安全的问题。近年来，很多学者将能源行业视为区块链技术最具前景的领域，其中包括分布式能源交易、碳排放认证、电站运维、信用评价等^[2]。目前，虽然已有少数公司想要将区块链技术应用于新兴清洁的能源领域，但理论上，学术界相关人员对其的研究尚处于初级阶段。

1.3论文内容概述

本文主要将重点放在配电网的实时运行阶段，搭建基于区块链技术的配电网多主体交易模型。将其引入配电网电能交易，部署了出价竞价的智能合约，实现了配电网各生产者及消费者间点对点的电能交易。区块链技术在配电网多主体的去中心化的交易模式中，不但解决了传统火电交易中存在的运行成本高、效率低的问题，还因区块链技术去中心化的特点，使得电能交易基于密码学原理，而非信任，就此保证电力交易中的公平性、透明性。

第二章 区块链技术

2.1区块链概述

区块链技术（Blockchain technology，简称BT）又被称为分布式账本，是比特币的基础技术，区块链技术利用块式与链式的特殊结构进行数据的储存；利用密码学的原理保证数据能够安全的进行传输，用户可以安全的进行售电平台的访问；利用分布式节点公识算法更新并保存交易数据。目前，区块链技术因其数字货币的发展，被广泛应用于金融、公共服务、数字版权及物流等领域。随着可以自动执行的智能合约的出现，区块链技术可以在一种从未出现过的分布式基础架构中编程及操作。近些年电力市场不断改革，在澳大利亚巴瑟尔顿和美国纽约，都已有基于区块链技术的电能交易机制投入运行^[3]。区块链涉及编程技术、密码学、互联网等科技领域。随着国家科技技术的进步以及经济的繁荣发展，配电网售电侧市场逐渐开放，大量的实体参与到新兴配电网的电力交易中来，电力市场的利益分配以及交易和定价较传统垄断市场复杂许多，所以区块链技术十分适合新型的配电网多主体交易。

2.2区块链主体

2.2.1区块链的构成

区块链是由区块（Block）通过链(Chain)有序接起来形成的一种数据结构，区块是形成区块链的基本单元。区块由区块头及区块主体两部分组成；区块头负责将本区块链接到前面的区块，使区块链具有完整性；区块主体主要记录了所有的数据信息^[4]。链由多个区块按照发生的顺序串联成，主要记录了状态变化，并记录在日志中 。

2.2.2区块链网络

区块链网络是一种典型的P2P点对点网络，这就使得配电网售电侧市场中不存在类似于传统火电厂需要的中心化的硬件和管理机构。在基于区块链技术的配电网网络中每个节点都保存了网络中所有节点的全部数据，每个节点地位对等，无优劣之分。

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