一种基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法与流程

本发明涉及一种基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法。

背景技术：

微电网(Microgrid，MG)作为一个包含负荷以及多种分布式电源的独立可控系统。一般来说，微电网可在并网和孤岛模式转换。随着微电网的发展，提出了一种新的互联的微电网系统(IMS)的概念，即与相邻微电网分担负荷与共享备用容量。通过制定互联的微电网系统(IMS)，能更加灵活地来确保可再生能源的充分利用，降低运营成本，提高供电可靠性。从交互能量的角度，微电网可以被看作具有卖家和买家双方属性。在不同的时间段，微电网作为卖方或买方取决于实时操作条件和净功率分布。因此，为了实现互联微网系统(IMS)的运营目标，需要解决的能源管理这个重要问题。

互联微网调度和区块链技术都是时下研究的热点，两个领域都取得了可观的成果。互联微网调度方面，文献“Liu N,Wang J,Wang L.Distributed energy management for interconnected operation of combined heat and power-based microgrids with demand response[J].Journal of Modern Power Systems&Clean Energy,2017:1-11.”提出了计及热电联共和需求响应的互联微网优化调度模型，文献“曹寅.能源+区块链,美好未来还是题材炒作.电气时代,2016,9:28-31.”则采用交替方向乘子法的分布式优化调度方法解决互联微电网的调度问题。然而在区块链与互联微网优化调度结合应用的领域，目前成果还较为有限。文献“邰雪，孙宏斌，郭庆来.能源互联网中基于区块链的电力交易和阻塞管理方法[J].电网技术，2016，40(12)：3630-3638.”首次提出了利用区块链技术解决分布式能源管理的问题；文献“王安平,范金刚,郭艳来.区块链在能源互联网中的应用[J].电力信息与通信技术,2016,14(9):1-6.”提出了区块链在能源互联网中的应用前景。可以看出，目前关于区块链参与到微网交易的应用中还处于融合构想层面；作为分析层面，尚没有运用用区块链参与到互联微电网系统的具体解决方案。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种算法简单、安全可靠的基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，包括以下步骤：

步骤一：在互联微电网之间建立电力交易的区块链，用于记录和完成整个调度过程的价值交易；

步骤二：设定调度周期，各微电网的智能电表记录用户在每一调度周期内发出和接收的电量，并将记录的数据送入区块链中存储；

步骤三：建立互联微电网系统的优化调度模型，采用分布式迭代算法对优化调度模型进行求解，得到最优调度方案；

步骤四：根据最优调度方案，确定参与交易的微电网的交易内容，并将交易内容以智能合约的形式打包并发送给网络中的其他微电网；

步骤五：各微电网达成共识，确定各交易的输入与输出；

步骤六：对交易进行验证，判断交易是否安全，若不安全则取消交易，若安全则进入下一步骤；

步骤七：交易完成，进行微电网间的资金转移，电费自动从购电者账户转移到发电者的账户。

上述基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，所述步骤三中，互联微电网系统的优化调度模型的建立过程为：

假设M个微电网进行互联，在每一个调度时段内第i个微电网MGi发电量为并且消耗的电能为若MGi向MGj售电，则记售电量为Ei,j，j≠i，若MGi从MGk购电，则记购电量为Ek,i，k≠i；引入邻接矩阵A＝[ai,j]M×M，A为非对称矩阵，即允许两个微电网之间仅以单方向交换电量，其中，若从MGi到MGj之间有联系，则ai,j＝1，否则为0，规定ai,i＝0，另外，当ai,j＝0，则Ei,j＝0，其中i,j,k＝1,…,M；

相邻的微电网之间交易电能存在过网费，优化调度的目标是使系统的总运行成本最小，即发电成本和过网费之和最小，目标函数如下：

其中，表示MGi产生电能的成本，γ(Ei,j)表示MGi和MGj之间的过网费，ei指M×M的单位矩阵的第i列，表示MGi从其他微电网的购电量，

对MGi而言，发电成本包含常规分布式电源、热电联产系统、供热单元和虚拟发电单元的成本，第i个微电网MGi的发电成本表示为：

其中，Ndg表示MGi内的常规分布式电源数目，Nchp表示MGi内的热电联产系统的数目，Nh表示MGi内供热单元的个数，Cdgx表示MGi内第x个常规分布式电源的成本函数，Cchpy表示MGi内第y个热电联产系统的成本函数，Chz表示MGi内第z个供热单元的成本函数，CDRi表示MGi内需求响应等效为虚拟发电单元的成本函数。

上述基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，所述步骤三中，采用分布式迭代算法对优化调度模型进行求解的步骤为：

将问题分解为M个微电网子问题，公式(2-2)写为如下等价形式：

对于每一个微电网而言，用表示由MGi售出的电能总量，并迫使它等于其他微电网从MGi购电总量，即为耦合约束，其中表示MGi的售电量；

由微电网最小化子问题给出的参数λ，引入如下方程：

这个式子为MGi对拉格朗日方程的贡献，参数向量λ＝[λ1…λM]^T中拉格朗日乘子λi分别对应于耦合约束其中i＝1,…M，diag{λ}表示λ的对角矩阵；

找到收敛于对偶问题的最大值的一系列{λ}，即λ^*＝arg max C(λ)，λ^*表示使得C(λ)得到最大值的λ的值；

参考共轭梯度法，构造搜索方向时每搜索一轮后，取一次梯度方向；每一轮初始时拉格朗日算子的复更新如下：

其中，λ[q]为第q次迭代时的λ值，a[q]为第q次迭代时的正的步长因子，d[q]为第q次迭代时的搜索方向；

分布式迭代算法的步骤如下：

1)首先，微电网MGi初始化λi，设定循环变量m，迭代次数q，最大迭代次数为MAX_ITER，分别对d[1]、m、q赋值，

2)各个微电网间交换拉格朗日算子，根据λi及公式(2-4)计算和Ei,j；

3)微电网MGi通知MGj(j≠i)，MGi期望从MGj购电量为Ei,j，由来自相邻微电网的电能需求，MGi得到

4)判断m与n的大小，其中n表示构造搜索方向时作为一轮的步数，若m小于n，则令其中β为中间变量，βq-1表示第q-1次迭代时的β值，m＝m+1；若m≥n，则令

5)判断是否|di[q]|≤ε，其中|di[q]|≤ε表示微电网MGi所对应的第q次迭代时的搜索方向，ε表示微电网售出的电能总量，若是则停止迭代，若不是，则令q＝q+1，返回步骤2)继续迭代。

上述基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，所述步骤四中，智能合约封装的交易内容包括共识时间、最终交易电价、最终交易电量；其中共识时间是指完成一次价值的转移和交易的记录的周期，最终交易电量是指经过分布迭代最终收敛的交易电量，最终交易电价是指经过迭代最终收敛的交易电价。

上述基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，所述步骤四中，在共识时间到达时，微电网把共识时间内保存的所有合约打包成一个合约集合，以Merkle Tree的形式保存在当前区块中，Merkle Tree是一种二叉树，所有交易信息都会被记录在数据区块上，从而构成了二叉树的叶节点，将数据区块两两分组，然后为每一组的两个Hash值组合再求一次Hash组成其父节点的Hash；轮流将数据区块两两分组，为每一组建立一个包含每个区块组的Hash指针的新的数据结构，即Merkle Tree的所有内部节点都记录其子节点哈希值组合在一起并求其哈希值。

上述基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，所述步骤五中，交易微电网将打包好的区块结构发送给网络中的其他微电网，其他微电网收到该区块结构后，把里面包含的交易信息提取出来并与自己的合约内容进行比较，同时发送一份自己认可的合约给其他微电网，通过多轮的转发验证，所有微电网对新的合约达成一致；每个微电网均具有公钥和私钥；公钥做为微电网的账户地址，私钥做为操作该账户的唯一钥匙，参与交易的每一个微电网对前一交易和下一交易拥有者的公钥进行随机散列数字签名，并将这个签名附加在消息的末尾，发送给下一微电网所有者。

上述基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，所述步骤五中，基于区块链中的PoW共识机制，在能源互联微电网中各个微电网都成为矿工，针对下一阶段的运行策略，智能电表读取到现阶段运行数据，数据经过优化目标函数，得到下一阶段的运行策略，将优化结果作为标准的运行策略，即智能合约，在所有微电网运行策略中选择最优运行策略为其投票，将获得51％以上微电网认可的运行策略作为当前时段的最优策略，同时提出该运行策略的微电网也将根据系统的运行情况获得相应的奖励；若最终所提出的运行策略没有达成，则扣除放弃智能合约并扣除相应的罚金。

上述基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，所述步骤六中，当微电网接收到一个新的交易消息时，微电网需要进行验证，微电网的验证机制分三个关卡：第一关即交易验证，也就是验证交易在当前的区块链中是有效的，微电网会针对每个前序交易的输出进行校验，确保其公钥Hash值地址返回值为真，若公钥Hash值地址返回值为假，则验证不通过；第二关，检查是否有双重支付，即交易的支付方是否用该交易的交易资金同时进行两次以上的交易，若是，则验证不通过；第三关，微电网检查该笔交易信息是否已经接收过，若是，则检验不通过；若微电网的验证不通过，则不接受此交易信息。

上述基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，所述步骤六还包括反向验证的步骤：比较交易双方两个Merkle Tree的根节点值，如果根节点的值相同，则可以确定两个Merkle Tree也是相同的，若不一致，则需要从根节点开始自顶向下进行校验与比较，从而找到数据出现不一致的节点；当有人恶意篡改交易信息并将其广播到网络中的其他微电网时，其他微电网只需要校验其Merkle Tree的根节点就知道其交易信息是否发生篡改，若发生篡改则不接受它提供的被篡改交易信息；为了保证所有的区块都同时记录最新的传输消息，因此某一微电网在传输消息并核验通过之后，则广播至与自己相连的其他微电网，若微点网接收到自己已有的交易信息就不会再把消息传播出去，因此不会让一个消息在网络中一再被传播永不停止。

上述基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，在电力交易区块链系统中的所有的微电网节点都承担着维护区块链的任务；微电网之间每隔一段时间相互通信和交流，以确认区块链没有被破坏；若某微电网在通信交流中发现自己的区块与50％以上的根节点都不相同时，则判定区块链中的数据受到损坏，请求其他微电网协助完成该区块链的更新区块数据的工作。

本发明的有益效果在于：

1、本发明针对孤岛运行的互联微电网系统的优化调度问题，提出了互联微电网系统的分布式优化调度模型和分布式迭代算法，并将区块链应用到分布式交易的记录和价值转移中。其次，对在微网间签订智能合约，一方面可以解决分布式调度周期内电价电量的更新，增加了电价制定的合理性，且减小了预测与实际的偏差，此外，根据微网间智能合约的达成情况给予奖惩，能够降低微网的违约率。签署智能合约用来存储微电网间的交易信息且自动完成价值的转移，当完成优化调度后，将优化后的电量和电价通过智能合约记录到区块，当共识时间到达时，区块中的所有合约以Merkle Tree的形式存储到区块中。最后，利用一个基于区块链的三个微网互联的算例，验证了所提方法的有效性。

2、本发明的智能合约存储在区块链上，智能合约难以篡改，到规定时间能够根据条件自动触发，保证了资金按照事先达到的合约条款进行自动的转移，解决了交易双方之间的信任问题，自动化程度高，不需要第三方机构的参与，交易成本低，具有很强的优越性。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明中共识机制的流程图。

图3为本发明实施例中互联微电网系统的拓扑结构图。

图4为本发明实施例中二叉树结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种基于智能合约的互联微网分布式优化调度方法，包括以下步骤：

步骤一：在互联微电网之间建立电力交易的区块链，用于记录和完成整个调度过程的价值交易。

步骤二：介于电力交易优化调度的达成需要掌握这一段时间内所有的交易数据，所以给交易设定了一个周期，即每20分钟为一个调度周期，各微电网的智能电表记录用户在每一调度周期内发出和接收的电量，并将记录的数据送入区块链中存储。

步骤三：建立互联微电网系统的优化调度模型，采用分布式迭代算法对优化调度模型进行求解，得到最优调度方案。

互联微电网系统的优化调度模型的建立过程为：

假设M个微电网进行互联，在每一个调度时段内第i个微电网MGi发电量为并且消耗的电能为若MGi向MGj售电，则记售电量为Ei,j，j≠i，若MGi从MGk购电，则记购电量为Ek,i，k≠i；引入邻接矩阵A＝[ai,j]M×M，A为非对称矩阵，即允许两个微电网之间仅以单方向交换电量，其中，若从MGi到MGj之间有联系，则ai,j＝1，否则为0，规定ai,i＝0，另外，当ai,j＝0，则Ei,j＝0，其中i,j,k＝1,…,M；

相邻的微电网之间交易电能存在过网费，优化调度的目标是使系统的总运行成本最小，即发电成本和过网费之和最小，目标函数如下：

其中，表示MGi产生电能的成本，γ(Ei,j)表示MGi和MGj之间的过网费，ei指M×M的单位矩阵的第i列，表示MGi从其他微电网的购电量，

对MGi而言，发电成本包含常规分布式电源、热电联产系统、供热单元和虚拟发电单元的成本，第i个微电网MGi的发电成本表示为：

其中，Ndg表示MGi内的常规分布式电源数目，Nchp表示MGi内的热电联产系统的数目，Nh表示MGi内供热单元的个数，Cdgx表示MGi内第x个常规分布式电源的成本函数，Cchpy表示MGi内第y个热电联产系统的成本函数，Chz表示MGi内第z个供热单元的成本函数，CDRi表示MGi内需求响应等效为虚拟发电单元的成本函数。

采用分布式迭代算法对优化调度模型进行求解的步骤为：

将问题分解为M个微电网子问题，公式(2-2)写为如下等价形式：

对于每一个微电网而言，用表示由MGi售出的电能总量，并迫使它等于其他微电网从MGi购电总量，即为耦合约束，其中表示MGi的售电量；

由微电网最小化子问题给出的参数λ，引入如下方程：

这个式子为MGi对拉格朗日方程的贡献，参数向量λ＝[λ1…λM]^T中拉格朗日乘子λi分别对应于耦合约束其中i＝1,…M，diag{λ}表示λ的对角矩阵。

文中需要找到收敛于对偶问题的最大值的一系列{λ}，即λ^*＝arg max C(λ)，λ^*表示使得C(λ)得到最大值的λ的值。参考共轭梯度法，构造搜索方向时每搜索一轮后，取一次梯度方向。

每一轮初始时拉格朗日算子的复更新如下：

其中，λ[q]为第q次迭代时的λ值，a[q]为第q次迭代时的正的步长因子，d[q]为第q次迭代时的搜索方向。

分布式迭代算法的步骤如下：

1)首先，微电网MGi初始化λi，设定循环变量m，迭代次数q，最大迭代次数为MAX_ITER，分别对d[1]、m、q赋值，m＝1，q＝1；

2)各个微电网间交换拉格朗日算子，根据λi及公式(2-4)计算和Ei,j；

3)微电网MGi通知MGj(j≠i)，MGi期望从MGj购电量为Ei,j，由来自相邻微电网的电能需求，MGi得到

4)判断m与n的大小，其中n表示构造搜索方向时作为一轮的步数，若m小于n，则令其中β为中间变量，βq-1表示第q-1次迭代时的β值，m＝m+1；若m≥n，则令

5)判断是否|di[q]|≤ε，其中|di[q]|≤ε表示微电网MGi所对应的第q次迭代时的搜索方向，ε表示微电网售出的电能总量，若是则停止迭代，若不是，则令q＝q+1，返回步骤2)继续迭代。

由上述算法可知，所有需要的数据在各个MG处计算得到，不需要外界的集中控制单元，MG之间的信息交换仅限于拉格朗日算子{λi}和期望购电量{Ej,i}，这些量由MGi计算并仅和相应的MGj交流。这样，既保护了微电网的隐私，也避免了收集全局的大量费用。

步骤四：根据最优调度方案，确定参与交易的微电网的交易内容，并将交易内容以智能合约的形式打包并发送给网络中的其他微电网。

智能合约封装的交易内容包括共识时间、最终交易电价、最终交易电量；其中共识时间是指完成一次价值的转移和交易的记录的周期，最终交易电量是指经过分布迭代最终收敛的交易电量，最终交易电价是指经过迭代最终收敛的交易电价。

在共识时间到达时，微电网把共识时间内保存的所有合约打包成一个合约集合，以Merkle Tree的形式保存在当前区块中，如图2所示，Merkle Tree是一种二叉树，所有交易信息都会被记录在数据区块上，从而构成了二叉树的叶节点，将数据区块两两分组，然后为每一组的两个Hash值组合再求一次Hash组成其父节点的Hash；轮流将数据区块两两分组，为每一组建立一个包含每个区块组的Hash指针的新的数据结构，即Merkle Tree的所有内部节点都记录其子节点哈希值组合在一起并求其哈希值。

步骤五：各微电网达成共识，确定各交易的输入与输出。

交易微电网将打包好的区块结构发送给网络中的其他微电网，其他微电网收到该区块结构后，把里面包含的交易信息提取出来并与自己的合约内容进行比较，同时发送一份自己认可的合约给其他微电网，通过多轮的转发验证，所有微电网对新的合约达成一致；每个微电网均具有公钥和私钥；公钥做为微电网的账户地址，私钥做为操作该账户的唯一钥匙，参与交易的每一个微电网对前一交易和下一交易拥有者的公钥进行随机散列数字签名，并将这个签名附加在消息的末尾，发送给下一微电网所有者。

如图3所示，基于区块链中的PoW共识机制，在能源互联网中各个主体都可以成为矿工，针对下一阶段的运行策略，智能电表读取到现阶段运行数据，数据经过优化目标函数，得到下一阶段的运行策略，将优化结果为标准的策略在所有运行策略中选择最优策略为其投票，将获得51％以上主机认可的决策作为当前时段的最优策略，同时该决策的提出主体也将根据系统的运行情况获得相应的奖励。

奖惩分配资金来源主要是向互联微网用户收取一定的系统运营费，分别用于奖励该时段中提供最优运行策略的主体，激励各主体为能源互联网优化运行积极贡献算力、提出可行的系统运行策略。

步骤六：对交易进行验证，判断交易是否安全，若不安全则取消交易，若安全则进入下一步骤。

当微电网接收到一个新的交易消息时，微电网需要进行验证，微电网的验证机制分三个关卡：第一关即交易验证，也就是验证交易在当前的区块链中是有效的，微电网会针对每个前序交易的输出进行校验，确保其公钥Hash值地址返回值为真，若公钥Hash值地址返回值为假，则验证不通过；第二关，检查是否有双重支付，即交易的支付方是否用该交易的交易资金同时进行两次以上的交易，若是，则验证不通过；第三关，微电网检查该笔交易信息是否已经接收过，若是，则检验不通过；若微电网的验证不通过，则不接受此交易信息。

若需要反向校验时我们只需要比较两个Merkle Tree的根节点值，如果根节点的值相同，则可以确定两个Merkle Tree也是相同的，若不一致，则需要从根节点开始自顶向下进行校验与比较，从而找到数据出现不一致的节点。当有人想恶意篡改交易信息并将其广播到网络中的其他微电网时，其他微电网只需要校验其Merkle Tree的根节点就能够知道其交易信息是否发生篡改，若发生篡改则不接受它提供的被篡改交易信息。为了保证所有的区块都同时记录最新的传输消息，因此某一微电网在传输消息并核验通过之后，则必须广播至于自己相连的其他微电网，若微点网接收到自己已有的交易信息就不会再把消息传播出去，因此不会让一个消息在网络中一再被传播永不停止。

步骤七：交易完成，进行微电网间的资金转移。若微电网之间完成了电能的交易，电费将自动从购电者账户转移到发电者的账户。每个交易都有一个输入值和一个输出值，输入值可以看成是将被消费掉的币(这些币是前一个交易创造出来的)，把输出看成是本次交易中创造出来的币。铸造新币时，只会创造新币，而不会消耗旧币。每笔交易都有一个独一无二的ID。每笔交易中可能有多个输出，输出的索引从0开始，所以称第一个输出为“输出0”。交易帐单记录如下：

地址转移：一个交易中输出的币，要么在另一个交易中被完全消费掉，要么就一个都不消费，不存在只消费部分的情况。例如，微电网1有20个币，若在某个交易中花费15个币给微电网2，为了将所有的币消费掉它必须将剩余的5个币转移到另一个地址(不同于交易获得20个币的地址ID：1)，且前提是该地址为微电网1所有。

有效验证：当需要验证微电网1的20个币的有效性，即他有没有被花费掉，我们只需要从微电网1所引用的交易开始，一直核查到账本上最新记录的交易为止即可----而不需要从账本建立之初的交易进行核查。

资金合并：假如微电网1在两笔不同的交易中分别收到17个币和3个币，现在微电网1想要把两笔交易合并到一起花掉，他只需要发起一个交交易，交易里有两个输入和一个输出，输出的地址是自己的地址，这样微电网就把两个交易合二为一了。

智能合约在事先就记录在区块链上，交易信息和数据也保存在区块链上，且两者都不可篡改，保证了交易双方事先达成的协议能够执行，解决了交易双方之间的信任问题；且不需要第三方机构参与到清算结果中，降低了交易的成本。

在该电力交易区块链系统中的所有的微电网节点都承担着维护区块链的任务；微电网之间每隔一段时间相互通信和交流，以确认该区块链没有被破坏；若某微电网在通信交流中发现自己的区块与50％以上的根节点都不相同时，则判定区块链中的数据受到损坏，请求其他微电网协助完成该区块链的更新区块数据的工作。在实际操作中，系统会随机选取一定数量的微电网与自己的区块进行比较。

智能合约难以篡改，到规定时间能够根据条件自动触发，保证了资金按照事先达到的合约条款进行自动的转移，解决了交易双方之间的信任问题，自动化程度高，不需要第三方机构的参与，交易成本低，具有很强的优越性。从用户隐私的方面考虑，若采用传统电力交易方式，需要了解所有用户的交易信息，且基于市场的电力交易，使用户拥有更多的选择权，从而提高用户的参与度。在区块链中签署智能合约，将在条件达成后强制自动执行，保障了合约的执行力与可靠性，有利于市场交易的公平可靠。

实施例

3.1基础数据

构建包含三个孤岛微电网的IMS，MG1包括常规发电机DG1和供热单元HEAT1，MG2含有常规发电机DG2和热电联产系统CHP2，MG3包含热电联产系统CHP1。IMS拓扑结构如图4所示。

对风光的输出功率以及负荷进行了短期预测，选取20min为一个调度周期，规定该共识时间内的热需求、风光输出功率预测结果如下：MG1的热需求为0.1MWh，风光输出功率分别为0.1MWh、0.2MWh，MG2的热需求为0.08MWh,光输出功率分别为0.1MWh,MG3的热需求为0.05MWh,风光输出功率分别为0.1MWh、0.3MWh。我们对一个共识时间内(即三个调度周期)的初始负荷预测结果。

3.2交易帐单的形成

我们规定参与交易的每个微网拥有足够完成本次交易的能力(这里规定每个参与交易的每个微网都拥有200个币，且1币＝1$)。共识时间为每小时一次，在该共识时间内所有调度周期的交易信息如表3.1：

表3.1交易信息

按照签订好的智能合约，每一次触发智能合约完成三次调度的交易的价值转移。以第一调度周期为例，记录了最终交易的电量，最终的电价以及账户金额，记录的交易共两笔即：MG1转$39.7447给MG3；MG2转$37.6566给MG3。一轮共识时间的交易帐单如下：

3.3Merkle Tree

当某一笔交易完成后，参与交易的购电微电网将会对该笔交易用私钥进行签名，并进行加密，通过P2P网络发布给网络中的所有其他微电网。例如：微电网1利用他的私钥对ID2的交易进行签名和微电网3的公钥签署一个随机散列的数字签名，微电网1将此数字签名广播全网，消息就送给了下一个微电网。在共识时间到达时，微电网会把共识时间内保存的所有合约打包成一个合约集合，以Merkle tree的形式保存在区块中，并根据记录在区块链上的数据自动进行清算，完成价值转移。微电网会在之前的区块链末端创建新的区块，将MerkleTree存储在新的区块链中，这棵树就具有了不可篡改的特性。

若有人尝试对交易信息进行修改，如把微电网3和微电网2之间的交易改为微电网3和微电网1之间的交易，则Markle Tree的根节点发生改变。只需校验根节点的数据，就能知道交易信息是否被篡改。同样，从根节点一直往下比较修改过的Merkle Tree,可以迅速找到被篡改的交易消息的位置。

对于微电网3来说，虽然网络中还存在其他交易，但它只需要存储自身的交易信息和交易信息的祖先节点的哈希值即可。同时，因为存储了根节点的哈希值，当区块链上的交易信息被篡改时，该微电网能够通过校验根节点的哈希值来发现信息被篡改与否。