基于侧链技术的电力物联网跨域认证研究

能源互联网和5G通信技术发展使电力物联网规模不断增大,对于跨域数据交换的业务需求缺少有效的认证手段。分析了电力物联网终端跨域认证需求和面临的问题,介绍了区块链跨链技术中的侧链技术及实现机理,并将其引入到电力物联网跨域认证方案中,提出了一种基于侧链技术的电力物联网跨域认证方案。首先建立了基于侧链技术的跨链认证架构,设计了区块数据结构和双向锚定认证信息传递模型,通过公钥证书和数字签名生成认证凭据,通过时间戳确保认证信息的时效性,然后提出了基于侧链技术的电力物联网终端跨域认证流程,实现了认证凭证从申请域到认证域的可信传递。认证方案通过主链和侧链数据交互和共享,具有认证信息跨域有效、不可篡改以及分布式共识的特点。最后在配电自动化应用场景中进行仿真实验,验证了方案的可行性。     

基于Oracle机制的电力5G可信数据上链技术

针对电力区块链应用系统中数据上链效率和可信性问题,研究了基于5G和预言机(Oracle)机制的可信数据上链技术。首先,讨论了区块链系统中数据上链方式,分析了适用于电力5G区块链的Oracle数据上链方法;然后,提出了基于分布式Oracle的电力5G业务系统可信数据上链技术,设计了基于云-边-端一体化的系统总体架构,以及数据源注册、评估、上链的工作流程,其中,通过区块链系统实现分布式数据的采集共享,基于门限签名算法和可验证随机函数实现数据源评估,评估算法由边缘物联代理节点运行以确保系统的安全性和可用性,并通过对5G切片任务划分和优化实现认证数据和业务数据的高效传输。最后,在基于电力5G区块链的用电信息采集系统中部署文中所提方案,从通信性能、业务性能、资源利用等方面进行实验验证。结果表明,所提方案在不同负载压力测试下数据平均传输时延约为10 ms,误码率、丢包率小于0.9%。在100量级并发业务请求情况下,较已有方案性能提升超过80%,因而具有良好的可行性和推广价值。     

基于区块链的调控运行关键技术研究

采用信息化技术实现电力调控运行数据的互信可靠交互是提升电力物联网应用的基础。首先从区块链技术基本定义和特征出发,分析了区块链技术与电力调控数据安全可信的融合应用原理。其次,针对调控运行数据互信增强目标,提出了基于区块链技术的电力调控互信增强关键技术和工程落地方案,并分别开展了调控运行关键业务数据上链架构设计和工程部署的数据处理、区块链建链、数据上链及数据查询等关键基础技术研究。最后,构建调控区块链应用进行数据上链和查询关键技术验证,为调控运行可信数据交互提供参考。     

基于区块链的电力数据共享研究初探

针对电力数据共享在实践中存在的相互信任困难、数据安全防护不足、数据一致性问题、数据追溯性差、共享过程监控不足及信息共享范围不广等诸多问题,通过深入分析当前电力数据共享的痛点、制约因素和运行机制,结合区块链P2P网络、密码学以及智能化合约的技术特性,构建包括网络、区块链目录、认证及信任服务以及数据资源智能交换的电力数据共享模型。该模型对有效解决电力数据共享应用中的互不信任、数据所有权、共享管理、标准一致性和数据实时同步等方面的问题具有较好的理论和实际应用价值。同时,列举了部分基于区块链技术的电力数据共享应用场景,使电力数据共享在企业内部各业务部门以及电力企业与政府、金融等多元主体联合数据应用等场景下具有较强适应性,对电力企业把握数字化转型机遇、实现传统能源企业生产经营与服务升级的目标具有积极意义。     

基于能源区块链的虚拟电厂两阶段鲁棒优化调度

随着可再生能源电力接入比重逐渐增大,电力系统的构架、控制方式、运行模式等开始发生改变,将区块链技术引入能源互联网系统中,形成能源区块链网络,有利于解决信息安全等问题。将区块链引入虚拟电厂(VPP)的调度运行机制中,针对新能源参与的电力系统模型,提出适用于VPP的实用拜占庭容错算法共识机制以实现区块链下半中心化的两阶段鲁棒优化调度模型,保留了VPP控制中心的导向作用。阶段1对预调度方案进行求解;阶段2利用区块链技术获取历史数据,建立数据驱动的风电出力不确定集合用于求解调控方案,该约束集合可排除部分极端场景,降低了模型的保守度。优化过程中利用区块链共识机制的验证作用,摒弃了被恶意节点篡改的信息,增强了系统的容错能力。通过算例仿真验证了所提方法的有效性。     

基于区块链的园区微网分布式电力交易实现机制综述

在开放的电力市场环境下,分布式电源发展迅速。分布式电力交易迎来了前所未有的发展机遇,可有效支撑园区微网运营商实现多能源互补和协同优化,促进园区微网数字化、经济化、低碳化运营。在此背景下,首先对区块链技术和分布式电力市场的契合度进行了分析,并基于分布式电力交易和区块链的特性构建了基于区块链的园区微网分布式交易框架模型。其次,对基于区块链的多元分布式电力交易的实现机制（包括智能合约、共识机制以及跨链技术）进行了分析,最后给出了不同实现机制所面临的风险挑战。     

能耗监测中的区块链终端信任管理

区块链与物联网、云计算、人工智能、大数据技术相融合,为能源互联网带来了创新应用模式。重点研究了能源消费环节的能耗监测问题,将区块链技术应用于重点用能单位能耗在线监测系统的建设,分析了区块链技术与业务需求的契合,设计了区块链平台架构,并对能耗监测区块链终端设备认证与可信数据采集、数据上链分布式云存储、数据共享多主体信息协同这3个关键问题进行了探讨。区块链方案是对现有方案的升级和补充,二者可结合应用。     

一种适用于电力供应链的区块链跨链价值交换机制

区块链是一种新型的分布式账本,具有高安全、防篡改和可追溯等诸多优点。然而,国家电网有限公司所属企业普遍采用联盟区块链技术,在与供应链中采用了其他结构区块链技术的外部企业进行价值交换和数据互通时会面临诸多困难。为此,提出一种适用于电力系统供应链的区块链跨链价值交换机制。该机制将侧链/中继和哈希锁定技术相结合,分别构造了联盟链侧和公链侧的合约模型,并通过基于委员会的验证机制确保交易的安全性和验证效率。实验结果表明,所设计的跨链机制在保证价值交换原子性和安全性的基础上具有良好的可扩展性,并且能较好地应用于电力供应链中。     

电力用户信息的多区块链管理及跨链查询方法研究

区块链技术在保证电力用户信息安全隐私上具有良好表现及前景,但其去中心化特点带来节点存储压力过大的问题,导致节点服务器运行速度过慢,交易处理性能低下。为减轻节点的存储任务,提出多链管理及跨链查询的方法。利用多通道技术对账本进行多路隔离,实现了巨量数据节点的多链管理。针对多链间的“数据孤岛”问题,增加中间人节点并结合键值查询方法实现了跨链查询,从而成功构建了具备多链管理及跨链查询的电力用户信息区块链管理系统。系统测试表明：在保证用户信息安全隐私的前提下,有效缓解了节点存储压力过大的问题,系统稳定高效且能够跨链查询。该方法实现了电力用户信息安全存储、系统高效运行、数据全局共享,为推动国家电网数字化建设提供参考。     

区块链系统节点私钥泄露的电力数据防篡改方法与验证机制设计

基于区块链技术的电力应用系统中,私钥泄露节点的签名电力数据存在被恶意篡改或伪造的风险,且当前缺乏有效的防护措施,为此,提出数据加密方法和数据交互验证机制.结合区块链基础加密技术原理,提出随机数与电力数据的组合方法,利用非对称加密算法和Hash算法进行多重加密,构造数据发出节点私钥泄露后的数据防篡改加密方法;为了防止恶意节点利用数据发出节点的私钥对电力数据进行伪造和替换,设计电力数据交互验证机制,利用数据发出节点私钥进行加密并利用接收节点公、私钥进行解密验证;抽象加、解密和数据交互验证机制的数据模型.算例分析验证了所提数据加密方法和数据交互验证机制的有效性.     

基于区块链的智能物联电能表功能模组设计

随着数字化主动电网建设的不断推进和落实,智能电能表的传统功能已经无法满足多主体能源及交易数据在交互、隐私保护等方面的新要求.文中设计了一款基于区块链技术的智能物联电能表扩展功能模组,结合模组化架构和区块链技术,实现智能物联电能表设备信息和数据信息的上链,数据加密和分布式存储,提升数字化主动电网中各参与主体之间的可信互认...     

基于区块链技术的分布式电力市场交易平台研究

随着电力体制改革的推进以及大规模可再生能源的接入,参与电力交易的市场主体数量日益增加,导致了传统的集中式交易平台难以处理急剧增加的交易数据、难以实现跨区域的信息共享和资源统一优化配置。为此,提出了基于区块链技术的分布式电力市场交易平台,利用区块链技术去中心化、开放性、匿名性及安全可靠性等优势,建立基于电力交易智能合约的分布式电力交易机制,采取分布式出清交易方式满足大规模电力交易需求,适应大规模可再生能源的迅速发展。     

基于区块链的含安全约束分布式电力交易方法

随着电力体制改革的深化及分布式能源渗透率的提高，分布式能源在发电侧售电侧的有效配置面临着机遇和挑战，传统的集中式电力交易模式存在维护成本高、处理效率低、资金结算不及时等缺点，无法适应高频小额的分布式能源交易场景。首先，回顾区块链技术发展历程，深度探究区块链技术相关理论，同时结合对分布式能源发展状况的分析，总结了建设分布式能源交易市场的若干要求；然后，构建考虑安全约束的分布式电力交易的机制与模型；最后，提出基于区块链的分布式电力交易方法，确保交易的公开透明、信息对称，并设计分布式电力多边交易的智能合约。通过以太坊区块链的算例表明，所提出的分布式电力交易方法可实现潮流的越限修正、电力的多边交易，便于电力能源的数字化管理。     

基于区块链的电力现货交易市场研究

新一轮电改要求还原电力商品属性,构建交易部分去中心化下"多卖方–多买方"的竞争性电力现货市场,力求形成体现时间和位置特性的"源–售–荷"双侧日内分时电价机制。但电力现货市场面临跨区域交易管制、能源类型与交易优先权、智能交易模式、协同调度与物理约束、行业与政府监管、金融结算和政策补贴等制约因素。该文基于区块链与电力现货市场体系相似的网络拓扑形态,针对电力现货市场交易的智能性、实时性和安全性等需求,分析日内分时电价的制约因素,设计区块链架构下的电力现货实时调度交易及监管模型,阐述该模型的交易流程和运行机制,及其对电力现货价格的影响。通过智能合约,将基于粒子群算法的多目标搜索优化算法进行程序化的脚本运行,实现放开电量下的售电公司多选择最优购电方案的制定,并通过能源交易互联网进行信息交互,保障交易信息的实时性,提高交易效率,为清洁能源电厂及时调整交易价格提供了数据信息,可为实现调度交易部分去中心化下电力现货市场的运行提供参考。     

基于区块链技术的分布式电能计量数据采集及安全机制研究

数据安全对整个电能计量系统来说至关重要.文章利用区块链技术分布式、防篡改、高度可扩展的特性,基于现行分布式采集,提出一种基于区块链技术的电能计量数据分布式采集模式及其安全机制.通过将设备信息与公钥证书上链,以及设备间数据交互采用签名验签机制,保证了数据安全及设备不受非法攻击.通过实验分析,验证了该机制可以应用于分布式电能计量领域,能够提高计量设备及数据的安全性.     

基于长短期记忆网络的电网数据自动摘要研究

出于在混合大数据中准确且高效地提取电网相关价值性信息的目的,研究基于长短期记忆网络与人工蜂群优化算法的电网数据自动摘要算法。进行双向LSTM学习目标词语前后文信息的设计,增加注意力机制,对电力范畴词汇及术语进行提取,借助条件随机场模型执行对嵌入序列的训练任务,预测句子是否可划归至电力范畴,在改进人工封群优化算法的支持下,优化处理大数据电力摘要提取问题,从混合大数据中将价值最高的电力相关数据确定下来。基于实际电网数据对本文算法进行验证,结果显示该算法获得了较好的效果。     

基于区块链技术的微网能量管理探析与方案设计

能源区块链(blockchain)技术为能源互联网提供了一个崭新的发展途径,受到广泛关注。区块链技术本质上是一个由集体维护的去中心化且公开透明的分布式数据库,具有可靠性、保密性高等特性,在有效解决能源交易双方间的信任问题上具有较好前景。首先,该文对区块链技术的特征进行了分析;然后,结合虚拟电厂(virtual power plant,VPP)概念与区块链技术初步给出了微网能源区块链模型;最后,通过算例分析验证了引入区块链技术可以提升能源互联网中数据传递的不可篡改性和保密性。     

含绿色证书跨链交易的综合能源系统运行优化

综合能源系统内可再生能源发电消纳率低和财政补贴压力大仍是制约其发展的主要问题.鉴于此,结合区块链技术和绿色证书交易机制,提出了含绿色证书跨链交易的综合能源系统优化模型.首先,分析了基于配额制的绿证交易流通机制和在区块链上部署绿色证书交易的可行性;其次,将不同市场主体划分为多链域结构,设计了不同链域间绿色证书跨链交易框架...     

基于区块链和云技术的电力设备数据语义物联研究

随着配电网中高压开闭所数量的逐步增加,设备所产生的海量电力数据等待着处理和分析,将区块链与云技术应用在开闭所数据语义物联管理中,可以实现设备数据信息泛在互联、长期存储和追溯共享等目标。首先分析了开闭所设备的数据特征,对区块链与云技术应用在开闭所的数据语义物联管理进行可行性研究,然后剖析了开闭所设备数据的采集处理、语义聚合、传输存储、互联共享等管理过程。区块链和云技术通过电力物联网作为载体,对开闭所设备数据进行了物联管理和价值挖掘,增强了配电网系统的信息实时共享性,提升了电力数据资产在电网企业中的可利用价值。     

基于DPoA共识机制的分布式电力交易信用激励

分布式能源发电容量较小,不适合参与传统的电力交易,且其出力的不确定性易造成交易违约。通过区块链技术中的联盟链构建了适合分布式源、荷进行点对点交易的社区型电力交易平台,提出一种委托权威证明(DPoA)共识机制对区块链节点进行信用评价与激励。构造了履约信用函数和验证奖励函数对链上节点的交易履约与交易验证情况进行量化评价,并依据节点信用评价结果建立了信用奖惩激励机制。通过分析10个分布式源、荷节点参与的电力交易过程表明:基于区块链技术构建的社区型电力交易平台,可发挥电力市场促进分布式清洁能源消纳的作用;基于DPoA的信用激励机制可激励分布式电力交易节点提高履约度,维护自身信用。