基于区块链的电力市场集中撮合交易方法及装置与流程

本发明涉及电力市场
技术领域：
，尤其涉及一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法及装置。
背景技术：
：集中撮合交易是根据发电企业和用电企业的交易意向，由电力交易机构组织买卖双方集中申报、撮合成交的一种交易方式，是电力市场月度电量交易的一种重要组织形式。本发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：传统的集中撮合交易是在中心化的电力交易机构中进行的，运维费用较高、信息存储不安全且交易效率低。技术实现要素：本发明实施例提供一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法，能有效解决现有技术运维费用较高、信息存储不安全且交易效率低的问题。本发明实施例一提供一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法，包括如下步骤：获取售电主体的交易出电量、第一出让意愿价格和第二出让意愿价格以及购电主体的交易受电量、第一受让意愿价格和第二受让意愿价格；将所述交易出电量、第一出让意愿价格、交易受电量和第一受让意愿价格输入交易模型，得到第一意愿交易结果；判断是否存在剩余交易出电量不为零的售电主体以及剩余交易受电量不为零的购电主体，若不存在，将所述第一意愿交易结果作为撮合交易结果；若存在，将所述剩余交易出电量、第二出让意愿价格、剩余交易受电量和第二受让意愿价格输入所述交易模型，得到第二意愿交易结果，并将所述第一意愿交易结果和所述第二意愿交易结果作为所述撮合交易结果；向区块链的记账节点发送所述撮合交易结果，以使所述售电主体和购电主体根据所述撮合交易结果执行电量交易；所述电量交易结束后，通过预设的合约对所述售电主体和购电主体进行交易结算。作为上述方案的改进，所述交易出电量由所述售电主体采用单段、双段或三段电量申报方式进行申报，所述售电主体申报的交易出电量总量不得大于所述售电主体的发电能力；每段所述电量对应一个第一出让意愿价格和一个第二出让意愿价格；所述第一出让意愿价格不低于所述第二出让意愿价格；所述交易受电量由所述购电主体采用n段电量申报方式进行申报；每段所述电量对应一个第一受让意愿价格和一个第二受让意愿价格；所述第一受让意愿价格不高于所述第二受让意愿价格；其中，n为大于零且不大于所述购电主体服务的用户数量的整数。作为上述方案的改进，所述交易模型中的数据处理具体为：计算意愿价差；其中，所述意愿价差为第一意愿价差或第二意愿价差，所述第一意愿价差为所述第一受让意愿价格与所述第一出让意愿价格之差，所述第二意愿价差为所述第二受让意愿价格与所述第二出让意愿价格之差；按照大小顺序对所述意愿价差进行排序，得到意愿价差序列，判断所述意愿价差序列中是否存在负值，若存在，将为负值的所述意愿价差对应的所述售电主体与所述购电主体的组合移除；若不存在，判断所述意愿价差序列中是否存在至少两个数值相同的意愿价差，若不存在，选定所述意愿价差最小的售电主体与购电主体组成交易对；若存在，数据处理如下：当一个售电主体与至少两个购电主体的意愿价差相同时，若所述交易出电量不小于所述至少两个购电主体的交易受电量之和，将所述一个售电主体与所述至少两个购电主体分别组成交易对；若所述交易出电量小于所述至少两个购电主体的交易受电量之和时，按照所述至少两个购电主体的交易受电量的比例分配所述交易出电量；当一个购电主体与至少两个售电主体的意愿价差相同时，若所述交易受电量不小于所述至少两个售电主体的交易出电量之和，将所述一个购电主体与所述至少两个售电主体分别组成交易对；若所述交易受电量小于所述至少两个售电主体的交易出电量之和，按照至少两个售电主体的交易出电量的比例分配所述交易受电量；当至少两个购电主体与至少两个售电主体的意愿价差相同时，若所述至少两个售电主体的交易出电量之和不小于所述至少两个购电主体的交易受电量之和，按照所述至少两个售电主体的交易出电量的比例分配所述至少两个购电主体的交易受电量；若所述至少两个购电主体的交易出电量之和不小于所述至少两个售电主体的交易受电量之和，按照所述至少两个购电主体的交易受电量的比例分配所述至少两个售电主体的交易出电量；所述撮合交易结果包括所述交易对、所述交易受电量和所述交易出电量的分配比例、所述交易出电量、所述第一出让意愿价格、所述第二出让意愿价格、所述交易受电量、所述第一受让意愿价格以及所述第二受让意愿价格。作为上述方案的改进，所述预设的合约具体为：根据所述售电主体的实际出电量、第一出让意愿价格和第二出让意愿价格计算所述售电主体的交易费用；按所述售电主体的交易费用对所述售电主体进行交易费用发放；根据所述购电主体的实际受电量、第一受让意愿价格和第二受让意愿价格计算所述购电主体的交易费用；按所述购电主体的交易费用对所述购电主体进行交易费用扣除。作为上述方案的改进，还包括：对所述实际出电量与所述交易出电量有偏差的售电主体以及所述实际受电量与所述交易受电量有偏差的购电主体实施惩罚机制；所述惩罚机制包括：保证金扣除机制和偏差费用缴纳机制；所述售电主体的偏差费用具体为：将所述实际出电量与所述交易出电量的偏差乘以单位偏差惩罚价格；所述购电主体的偏差费用具体为：将所述实际受电量与所述交易受电量的偏差乘以单位偏差惩罚价格。作为上述方案的改进，所述记账节点接收到所述撮合交易结果后，将所述撮合交易结果广播至区块链，所述区块链中的其它节点通过节点共识机制获取记账权，获取记账权的其它节点将所述撮合交易写入所述区块链。作为上述方案的改进，还包括：采用虚拟货币对所述记账节点和所述获取记账权的其它节点实行奖励机制。本发明实施例二对应提供了一种基于区块链的电力市场集中撮合交易装置，包括：数据获取模块，用于获取售电主体的交易出电量、第一出让意愿价格和第二出让意愿价格以及购电主体的交易受电量、第一受让意愿价格和第二受让意愿价格；第一意愿计算模块，用于将所述交易出电量、第一出让意愿价格、交易受电量和第一受让意愿价格输入交易模型，得到第一意愿交易结果；第二意愿计算模块，用于判断是否存在剩余交易出电量不为零的售电主体以及剩余交易受电量不为零的购电主体，若不存在，将所述第一意愿交易结果作为撮合交易结果；若存在，将所述剩余交易出电量、第二出让意愿价格、剩余交易受电量和第二受让意愿价格输入所述交易模型，得到第二意愿交易结果，并将所述第一意愿交易结果和所述第二意愿交易结果作为所述撮合交易结果；交易结果输出模块，用于向区块链的记账节点发送所述撮合交易结果，以使所述售电主体和购电主体根据所述撮合交易结果执行电量交易；交易结算模块，用于所述电量交易结束后，通过预设的合约对所述售电主体和购电主体进行交易结算。本发明实施例提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法及装置与现有技术相比，具有如下有益效果：通过交易模型对获取的售电主体和购电主体的交易数据进行计算，得到撮合交易结果，提高了售电主体与购电主体之间的匹配率，按照不同售电主体的交易出电量比例和购电主体的交易售电量比例进行分配，使撮合交易更合理，提高了双方的交易利润；通过向区块链的记账节点发送所述撮合交易结果，以使所述售电主体和购电主体根据所述撮合交易结果执行电量交易，利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据，实现无中心化组织及不可信环境下信息与价值的去中心化可信传递与交换；预设的合约难以篡改，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成的合约条款自动转移，解决了交易双方之间的信任问题，自动化程度高，不需要第三方机构参与，交易成本低，具有很强的优越性。能有效解决现有技术运维费用较高、信息存储不安全且交易效率低的问题。附图说明图1是本发明实施例一提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法的流程示意图。图2是区块链数据结构示意图。图3是一个具体的实施例中电力市场集中撮合交易的模型示意图。图4是本发明实施例一提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法与传统交易方法的社会福利对比折线图。图5是本发明实施例一提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法与传统交易方法的市场效率对比折线图。图6是本发明实施例二提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参见图1，是本发明一实施例提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法的流程示意图，包括：s101、获取售电主体的交易出电量、第一出让意愿价格和第二出让意愿价格以及购电主体的交易受电量、第一受让意愿价格和第二受让意愿价格；s102、将交易出电量、第一出让意愿价格、交易受电量和第一受让意愿价格输入交易模型，得到第一意愿交易结果；s103、判断是否存在剩余交易出电量不为零的售电主体以及剩余交易受电量不为零的购电主体，若不存在，将第一意愿交易结果作为撮合交易结果；若存在，将剩余交易出电量、第二出让意愿价格、剩余交易受电量和第二受让意愿价格输入交易模型，得到第二意愿交易结果，并将第一意愿交易结果和第二意愿交易结果作为撮合交易结果；s104、向区块链的记账节点发送撮合交易结果，以使售电主体和购电主体根据撮合交易结果执行电量交易；s105、电量交易结束后，通过预设的合约对售电主体和购电主体进行交易结算。进一步的，对于步骤s101，交易出电量由售电主体采用单段、双段或三段电量申报方式进行申报，售电主体申报的交易出电量总量不得大于售电主体的发电能力；每段电量对应一个第一出让意愿价格和一个第二出让意愿价格；第一出让意愿价格不低于第二出让意愿价格；交易受电量由购电主体采用n段电量申报方式进行申报；每段电量对应一个第一受让意愿价格和一个第二受让意愿价格；第一受让意愿价格不高于第二受让意愿价格；其中，n为大于零且不大于购电主体服务的用户数量的整数。优选的，售电主体可以为水电厂、风电厂、光伏电厂、火电厂等。优选的，若购电主体为直接参与交易的用户，则n＝1；若购电主体为售电公司，则n≥1。进一步的，对于步骤s102和步骤s103，交易模型中的数据处理具体为：计算意愿价差；其中，意愿价差为第一意愿价差或第二意愿价差，第一意愿价差为第一受让意愿价格与第一出让意愿价格之差，第二意愿价差为第二受让意愿价格与第二出让意愿价格之差；按照大小顺序对意愿价差进行排序，得到意愿价差序列，判断意愿价差序列中是否存在负值，若存在，将为负值的意愿价差对应的售电主体与购电主体的组合移除；若不存在，判断意愿价差序列中是否存在至少两个数值相同的意愿价差，若不存在，选定意愿价差最小的售电主体与购电主体组成交易对；若存在，数据处理如下：当一个售电主体与至少两个购电主体的意愿价差相同时，若交易出电量不小于至少两个购电主体的交易受电量之和，将一个售电主体与至少两个购电主体分别组成交易对；若交易出电量小于至少两个购电主体的交易受电量之和时，按照至少两个购电主体的交易受电量的比例分配交易出电量；当一个购电主体与至少两个售电主体的意愿价差相同时，若交易受电量不小于至少两个售电主体的交易出电量之和，将一个购电主体与至少两个售电主体分别组成交易对；若交易受电量小于至少两个售电主体的交易出电量之和，按照至少两个售电主体的交易出电量的比例分配交易受电量；当至少两个购电主体与至少两个售电主体的意愿价差相同时，若至少两个售电主体的交易出电量之和不小于至少两个购电主体的交易受电量之和，按照至少两个售电主体的交易出电量的比例分配至少两个购电主体的交易受电量；若至少两个购电主体的交易出电量之和不小于至少两个售电主体的交易受电量之和，按照至少两个购电主体的交易受电量的比例分配至少两个售电主体的交易出电量；撮合交易结果包括交易对、交易受电量和交易出电量的分配比例、交易出电量、第一出让意愿价格、第二出让意愿价格、交易受电量、第一受让意愿价格以及第二受让意愿价格。即先对购电主体和售电主体按照第一意愿价格撮合成交，剩余交易电量按照第二意愿价格撮合成交。进一步的，对于步骤s105，预设的合约具体为：根据售电主体的实际出电量、第一出让意愿价格和第二出让意愿价格计算售电主体的交易费用；按售电主体的交易费用对售电主体进行交易费用发放；根据购电主体的实际受电量、第一受让意愿价格和第二受让意愿价格计算购电主体的交易费用；按购电主体的交易费用对购电主体进行交易费用扣除。优选的，预设的合约可以是储存在区块链上的智能合约，能够根据预先设置的时间或其他条件自动触发。进一步的，还包括：对实际出电量与交易出电量有偏差的售电主体以及实际受电量与交易受电量有偏差的购电主体实施惩罚机制；惩罚机制包括：保证金扣除机制和偏差费用缴纳机制；售电主体的偏差费用具体为：将实际出电量与交易出电量的偏差乘以单位偏差惩罚价格；购电主体的偏差费用具体为：将实际受电量与交易受电量的偏差乘以单位偏差惩罚价格。优选的，单位偏差惩罚价格可由人为规定。优选的，对于售电主体，保证金具体为售电主体的交易费用的20％；对于购电主体，保证金具体为购电主体的交易费用的20％。进一步的，记账节点接收到撮合交易结果后，将撮合交易结果广播至区块链，区块链中的其它节点通过节点共识机制获取记账权，获取记账权的其它节点将撮合交易写入区块链。优选的，节点共识机制包括工作量证明机制、权益证明机制、股权授权证明机制、分布式一致性算法等。区块链网络中各节点进行共识机制的目的是使所有节点保存一致的区块链数据，同时满足两个性质：一致性，所有节点保存的区块链的前缀部分完全相同；有效性，由某节点发布的信息终将被其他所有节点记录在自己的区块链中。其中，上述一致性应该满足：可终止性(termination)：一致性的结果可在有限时间内完成；共识性(consensus)：不同节点最终完成决策的结果应该相同；合法性(validity)：决策的结果必须是其他进程提出的提案。撮合交易结果被记录在完整区块链数据库中，不可篡改。当交易执行时，各购电主体和售电主体之间根据撮合交易结果进行发电和用电，完成电量交易。参见图2，是区块链数据结构示意图。其中，区块包括区块头和区块体两部分，每一个区块都保存了上一个区块的哈希值，使得每个区块都能找到其前一个区块，使得区块之间相互连接起来，形成了一个链式的结构。区块链上的每一条交易数据，都可以通过“区块链”的结构追本溯源，一笔一笔地进行验证。区块链数据库让全网的记录者在每一个区块中都盖上一个时间戳来记账，表示这个信息是该时间戳对应的时间点写入的，形成了一个不可篡改、不可伪造的数据库。在传统交易模式下，交易数据存储于中心化服务器，交易数据不透明，面临被篡改风险，也不能够追溯。而区块链通过非对称加密技术、数据签名和共识机制保证了交易数据透明、不可篡改以及可追溯，很好地解决了以上问题。优选的，区块链网络向请求交易的购电主体和售电主体分配账户地址，并对购电主体和售电主体对应的账户地址进行初始化。进一步的，还包括：采用虚拟货币对记账节点和获取记账权的其它节点实行奖励机制。参见图3，是一个具体的实施例中电力市场集中撮合交易的模型示意图。设有10家售电主体和9家购电主体欲参与电力市场集中撮合交易。上述10家售电主体和9家购电主体向电力交易中心进行申报，电力交易中心获取的售电主体的交易出电量、第一出让意愿价格和第二出让意愿价格如下表1所示：表1售电主体交易出电量/gwh第一出让意愿价格/(元/kwh)第二出让意愿价格/(元/kwh)a700.36070.3330b54.20.36070.3330c70.36300.3330d260.33470.3330e420.32470.3239f70.38200.3330g200.38100.3330h200.38100.3430i500.36070.3330j40.36070.3330购电主体的交易受电量、第一受让意愿价格和第二受让意愿价格如下表2所示：表2购电主体交易受电量/gwh第一受让意愿价格/(元/kwh)第二受让意愿价格/(元/kwh)11600.44180.37402240.47880.4110360.53880.471041400.50880.44115260.53880.451064.50.53880.4600710.53880.4700830.53880.49419220.53880.4941将上述表1和表2中的数据输入交易模型，得到撮合交易结果如下表3所示：表3由表3可知，撮合交易结果中，售电主体f完成全部7gwh电量交易、售电主体g完成18gwh电量交易，购电主体8完成全部3gwh电量交易、购电主体4完成全部22gwh电量交易，而其余售电主体和购电主体对意愿价格进行调整后可重新输入交易模型，进行交易对的组合。当交易结束时，通过预设的合约对区块链上记录的交易数据进行结算，完成价值的转移。参见图4，是本发明实施例一提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法与传统交易方法的社会福利对比折线图。通过采用奖励机制和惩罚机制使得本发明实施例一提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法进行交易产生的社会福利优于传统交易方法。参见图5，是本发明实施例一提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法与传统交易方法的市场效率对比折线图。通过采用交易模型对购电主体和售电主体的撮合交易结果进行计算，通过区块链对撮合交易结果进行存储，预设的合约进行交易结算使得本发明实施例一提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法进行交易产生的市场效率优于传统交易方法。参见图6，是本发明实施例二提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易装置的结构示意图，包括：数据获取模块201，用于获取售电主体的交易出电量、第一出让意愿价格和第二出让意愿价格以及购电主体的交易受电量、第一受让意愿价格和第二受让意愿价格；第一意愿计算模块202，用于将交易出电量、第一出让意愿价格、交易受电量和第一受让意愿价格输入交易模型，得到第一意愿交易结果；第二意愿计算模块203，用于判断是否存在剩余交易出电量不为零的售电主体以及剩余交易受电量不为零的购电主体，若不存在，将第一意愿交易结果作为撮合交易结果；若存在，将剩余交易出电量、第二出让意愿价格、剩余交易受电量和第二受让意愿价格输入交易模型，得到第二意愿交易结果，并将第一意愿交易结果和第二意愿交易结果作为撮合交易结果；交易结果输出模块204，用于向区块链的记账节点发送撮合交易结果，以使售电主体和购电主体根据撮合交易结果执行电量交易；交易结算模块205，用于电量交易结束后，通过预设的合约对售电主体和购电主体进行交易结算。本发明实施例提供的一种基于区块链的电力市场集中撮合交易方法及装置与现有技术相比，具有如下有益效果：通过交易模型对获取的售电主体和购电主体的交易数据进行计算，得到撮合交易结果，提高了售电主体与购电主体之间的匹配率，按照不同售电主体的交易出电量比例和购电主体的交易售电量比例进行分配，使撮合交易更合理，提高了双方的交易利润；通过向区块链的记账节点发送所述撮合交易结果，以使所述售电主体和购电主体根据所述撮合交易结果执行电量交易，利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据，实现无中心化组织及不可信环境下信息与价值的去中心化可信传递与交换；预设的合约难以篡改，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成的合约条款自动转移，解决了交易双方之间的信任问题，自动化程度高，不需要第三方机构参与，交易成本低，具有很强的优越性。能有效解决现有技术运维费用较高、信息存储不安全且交易效率低的问题。需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。当前第1页12