面向区块链电力接入网的边缘计算资源分配策略

新型电力系统发展亟需安全高效的电力边缘通信网络支撑。现有工作重点讨论了区块链技术在电力通信网的应用模式,但未考虑区块链引入电力通信网引起的传输性能恶化问题。对此,提出一种面向区块链电力接入网的边缘计算资源分配策略。首先,提出一种基于区块链资源管理架构,以最小化网络时延为目标构建联合虚拟机资源分配与通信资源调度模型;其次,针对优化问题为混合整数非线性规划,提出一种基于广义Benders分解的计算资源优化算法获取问题最优解。仿真算例表明：所提算法在不同用户请求任务需求及计算资源不足时有效削减计算任务处理时延,解决了区块链应用在电力通信网导致通信质量下降的问题。     

区块链增强5G电力应用安全性的研究

5G技术提升了电力业务应用的深度感知及实时控制等能力,但也给网络及电力业务数据的安全性带来了新的挑战。通过区块链增强5G电力应用的安全性,可为5G网络和服务提供安全增强解决方案。首先阐述区块链关键技术,从5G网络部署、切片技术、安全认证、频谱功效、资源管理等方面,分析5G技术与区块链技术结合的可能性和必要性。然后,通过区块链技术加强5G数据的存储与管理,并从架构上优化5G网络,以此来增强5G生态系统的安全性。最后,探讨如何进行5G及区块链技术的二次重构,形成与电力应用深度融合的系统架构,解决5G无线通信网络在电力多场景业务应用中的安全问题,支撑能源互联网建设中的电力业务数据融通及安全传输。     

基于区块链技术的电动汽车充电交易探讨

针对规模化电动汽车在充电交易时存在安全性低、自主性差的问题,提出了基于区块链技术的电动汽车充电交易模型。该模型在“多卖方-多买方”的电力市场竞争机制下,利用区块链技术去中心化、安全性高等特点还原电力商品属性,开放用户协商定价的权利。首先阐述了区块链技术在电力系统各领域应用现状。其次基于区块链平台与电力市场相似的网络拓扑形态,建立区块链架构下的电动汽车充电交易模型；最后制定传统电力市场和应用区块链平台的电力交易市场下满足电动汽车聚合商需求的充电方案,对比分析得出区块链去中心化的特点为满足电动汽车聚合商个性化需求提供了可能,同时提升新能源电厂收益,降低火电厂售电量从而减少碳排放。算例结果证明了所提模型的有效性和可行性,为电动汽车充电交易市场提供了一种新思路。     

基于双链区块链的电力数据资产交易系统架构

为解决当今电力数据资产管理在数据共享、数据交易、数据安全等方面存在的问题,实现电力数据资产的智能管理,充分挖掘电力系统数据资源价值。首先结合电力企业现有数据采集和应用方式,分析了电力系统数据资产管理的问题;总结分析以往区块链数据交易的应用,提出交互式双链区块链的概念,并结合生物遗传学原理提出其运行机理和控制策略。交互式双链区块链将两条链之间的交互过程类比为遗传学中转录、翻译、表达调控和逆转录的过程。该平台架构能较好地解决电力数据资产交易中的安全性和复杂度问题,为电力数据资产交易平台架构提供了解决方案。     

区块链技术在电力系统中的应用：前景与思路

区块链技术因其支撑的比特币系统而在金融领域受到了广泛关注,也在能源电力领域获得了一些应用尝试。介绍了区块链技术的基本原理,归纳了区块链技术的分权化、不变性、可扩展和分布式4项主要特征。根据服务与管理对象的差别,将区块链技术在电力系统环境中的应用划分为物理、金融、社会3种属性和信息安全、监测分析、交易平台、合约执行、智能决策、行为管理6项功能,分析了各项功能的针对问题和技术原理,并各选取一例典型场景进行具体说明。对于电力系统中规模较大的系统应用,提出基于雾计算与侧链结构的智能调度系统和基于公证人机制的碳排放权与绿证交易系统2套区块链架构。最后,总结区块链技术在电力系统环境下应用面临的瓶颈,并提出解决思路。     

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。     

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。     

区块链与边缘计算在电力系统中的应用展望

区块链与边缘计算的应用为电力系统发展提供了新的技术支撑。对该技术和方法进行介绍,结合对泛在电力物联网建设形势的分析,阐述了区块链与边缘计算在电力系统中应用的可行性,并对几种具体电力系统业务应用举例说明,提出了技术难题与改进观点。     

区块链在需求响应中的关键技术及现状分析

为解决电力市场在合约签订和交易方面的安全可信问题,提出了基于区块链技术与需求响应结合的解决方案.首先介绍了区块链技术与需求响应结合的优势,分析了区块链技术在智能合约方面的应用,分别从电网层面、负荷聚合商、居民用户层面提出了具体的应用方案;其次阐明了区块链技术在分布式交易以及AI自动合同匹配机制下的应用;最后,针对区块链...     

泛在电力物联网下基于区块链的分布式资源参与电力市场交易

对当前分布式资源消纳问题进行分析,并对区块链应用现状进行研究,结合当前电力体制改革政策及泛在电力物联网建设情况,对区块链技术在电力市场中应用进行展望,提出考虑用户响应的售电公司决策模型及含分布式电源用户的区域多边电力交易模型。依据行为特性设置更为合理的偏差考核机制用以完善现有购电双边合同,将用户可削减负荷作为虚拟发电资源参与实时市场竞争,以发挥负荷的柔性特征;设置考虑需求响应的购售电报价策略,并基于区块链技术构建含分布式资源的区域多边电力交易,为区块链技术在电力市场中的应用提供模型参考。     

跨数据中心一体化协同分布式云管理平台建设

通过分析广东电网信息基础支撑平台的现状和建设需求,阐述跨数据中心一体化协同分布式云管理平台的建设方案。在资源统一层面上,该平台通过对广东电网服务器虚拟资源池、存储虚拟化资源池的统一管理,实现跨数据中心的资源协同和分布式调度,实现电网企业信息建设的集团化运作;在数据中心精益管理层面上,该平台实现主机、存储设备、网络、数据库、中间件和应用软件等多种计算资源的一体化管理、标准化供给和自动化操作,为电网企业信息建设的标准化建设、精益化管理提供有力支撑。实践证明,跨数据中心一体化协同分布式云管理平台可增强信息资源的可伸缩性、扩展性和灵活性,提升信息技术运维管理能力和效率,提高业务响应能力和服务模式水平。     

基于区块链的可信数据存证电力现场作业风险管控系统

针对电力系统中现场作业数据可反复修改、部分数据为现场作业完成后的补录和缺乏现场操作监控的问题,文章设计了基于区块链的可信数据存证电力现场作业风险管控技术系统。给出了系统的总体框架和作业现场数据流转,系统分为应用层、平台层、网络层和感知层。为保证电力现场作业时作业数据不可修改,利用区块链技术对数据进行存储。描述了企业区块链的原理,为满足数据吞吐量需求,将区块链和数据库系统结合。利用人工智能视频分析技术,通过对现场作业视频监控区域建立虚拟设防,对视频内容进行目标检测和行为分析,建立了风险识别人工智能训练模型。对作业风险管控系统进行可视化展示,实践应用表明,所述系统有助于电力系统中现场人员进行作业风险管控。     

基于区块链与数据湖的电力数据存储与共享方法

针对电力物联网边设备之间、云主站平台营配调各系统之间的数据存储和共享的需求,提出了一种基于区块链与数据湖的电力数据存储与共享方法。首先,设计边缘层分布式电力数据存储架构,通过环签名和CryptoNote协议对边设备存储节点间的数据交互进行加密,实现双方身份认证,并基于区块链智能合约实现电力数据安全存储系统中节点间的数据共享。然后,基于数据湖与智能合约构建营配调平台间的数据共享和访问控制模型,其中在区块链中存储数据的哈希值,并在可信执行环境下将加密后的原始数据存储在数据湖中,以实现数据跨平台跨域安全共享和访问。最后,搭建实验平台对所提方法进行论证,结果表明,所提方法的最高存储延迟时间不高于25ms、并且吞吐量和安全性也较高。     

基于DHT和区块链技术的电网安全稳定控制终端分布式认证

电网安全稳定控制系统终端资源有限、业务实时性要求高,现有认证方案难以兼顾系统的安全性、实时性和存储效率。将分布式哈希表（distributed Hash table, DHT）技术与区块链技术相结合,提出基于跳图（skip graph）结构DHT的区块链分布式存储优化方法;设计了基于DHT和区块链技术的电网安全稳定控制终端分布式认证方案,给出了终端注册、入网和认证的流程与关键算法;分析了该方案的安全性和时空复杂度;对认证方案进行系统实现,从平均认证时延和平均终端存储开销2方面进行了实验测试,验证了该方案的可行性和在时空效率方面的优势。方案在不影响电网安全稳定控制系统终端间通信效率的同时提升了终端间通信安全性,进而保障了电网的安全稳定运行。     

基于多智能体SOA模型的电力系统信息集成的应用研究

分析了电力系统信息的横向集成（集成化平台）和纵向集成（网络化平台）的特点和需求,提出在多智能体系统（MAS）模型上构建面向服务架构（SOA）结构体系解决电力信息系统集成问题;分析了电力信息系统的集成框架,提出了接口智能体（界面层）、信息集成总线和服务智能体（模型层）、决策/协调层的三层结构;分析了SOA的元模型机构,提出联邦管理智能体的概念,形成在SOA模型下的多智能体的联邦或联盟的协作关系。     

基于区块链的电力物联网信任网关设计与实现

为保障大电网安全,解决电力物联网复杂通信网络中网关抗攻击能力弱、设备集中式接入认证方式导致认证中心负荷大、效率低、存在安全隐患等问题,提出了一种基于区块链的分布式动态网关架构以及接入认证机制。将区块链的共识机制运用到主网关的动态切换过程,形成了分布式的动态网关结构;结合门限秘密共享算法提出一种可信、灵活的分布式接入认证方式,并将接入认证过程中所涉及的设备ID等数字信息存入区块链数据存储结构中以提高认证过程的安全性。为了从理论和实践上说明该方法的有效性,进行了安全性分析与实验。结果表明,所提出的动态网关架构可以抵御物联网常见攻击,接入认证机制可以为电力物联网设备提供高度安全的接入认证保障。     

区块链技术在多元融合高弹性电网中的应用初探

多元融合高弹性电网通过构建源网荷储全向交互机制,显著提升了电网的互动与自愈能力。区块链技术采用去中心化理念和分布式记账模式,保障数据可信,打破信任壁垒,为电网多端友好互动提供了核心技术支撑。基于现有理论研究与工程实践,区块链的技术特征与高弹性电网的形态架构具有较强的理念契合性和技术互补性,区块链有潜力成为多元融合高弹性电网的重要赋能技术。面向多元融合高弹性电网的建设目标,刻画了区块链技术与高弹性电网深度融合的应用场景,梳理了建设高弹性电网过程中的关键痛点,阐明了区块链之于高弹性电网的技术赋能要素及匹配关系。面向高弹性电网的建设需求,提出了区块链系统的设计原则、评价指标以及设计流程,并以需求响应为例进行系统设计与性能测试,为区块链技术在高弹性电网中的应用提供理论支撑。     

城市电网空间三维可视化信息平台技术构架

从信息技术的角度出发,将三维展示、虚拟现实及信息集成技术相结合,提出了城市电网三维空间可视化信息平台的4层构架,详细阐述了综合建模、视景仿真、信息集成、可视化交互及多态计算等关键技术及具实现过程。最后提出了城市电网空间三维可视化信息平台的工程化建设思路。     

基于区块链的智能电网分布式资源管理研究

针对智能电网中分布式能源系统存在的管理困难,电力资源难以调度等问题,提出了一种基于区块链技术的电力网络管理系统。使用以太坊作为开发平台,建立分布式能源的电力交互管理区块链。使用股权证明(PoS)变异算法确立区块链中发用电双方共识机制,指定交易双方中的记账人;通过K-means聚类算法和粒子群优化算法(PSO)来设计分布式电能调度策略,进一步保障电网中能源交易分配的可靠性,最终实现电力运营智能合约下分布式能源的有效管理。实验结果表明：在智能电网中部署电力交互管理区块链,有效解决了分布式能源交易难达成,耗时长的问题,提高了电网中资源管理的合理性。