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基于区块链智能合约技术的智能电网系统设计与实现

冯峰  
【摘要】:近年来,区块链技术得到越来越多的关注,有人认为区块链技术是继蒸汽机、电力、互联网之后的又一次社会性的工业革命。区块链技术以其去中心、去信任、数据不可篡改和可追溯等特点,在数字货币方面已经展现出了特别的优势,传统金融机构纷纷开始研究如何应用区块链技术。同时,随着国家“放开两头,管住中间”电力体制改革思路的提出,出现了大量分布式电源,这些分布式电源的并网会导致电网运行不稳定,管理难度大大增加,迫切需要一种能够实现分布式电源直接就近交易的解决方案。本文通过深入研究区块链技术,建立了基于区块链智能合约技术的智能电网系统,解决了分布式电源直接交易中双方互不信任的问题,促进了电力交易市场化,同时还能够强化政府在电网、输配电环节的管理作用。首先,对区块链技术做了深入的分析,研究了 hash算法、非对称加密算法、对等网络、共识机制、Merkle树等区块链的底层技术,并研究了以太坊以及智能合约技术。通过以太坊提供的智能合约技术,实现电力交易计量自动化和智能化。建立区块链私有链,将合约部署到私有链中,借助区块链去中心、数据不可篡改和可追溯的特点,使电力数据的存储更加安全,电力交易更加可信,电力调度更加透明。其次,通过编写智能合约,实现了电能交易合约化,最后搭建了用户侧和管理员侧的分布式应用平台。具体地,为用户建立分布式数据查询和交易平台,方便发电和用电用户实时查询自己的电力数据,用电用户通过平台选择发电用户购买电能,发电用户通过平台向购电用户售卖电能,分布式的应用平台完美实现了用户和区块链之间的交互。另一方面,为电力管理机构建立电力管理平台,管理机构可以通过平台管理用户,管理员在用户注册界面给用户授权,在查询界面实时查询用户数据,管理员还可根据电网实时运行情况,通过电力调度界面,向用户发送调度信息,用户收到调度信息后,做出相应处理。本文最终设计并实现了一套基于区块链智能合约技术的智能电网系统,本系统不仅可以用于智能电网系统,其他能源交易也适用于本系统,为区块链技术在其他领域的应用做出了尝试。


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