基于侧链技术的访问控制机制的共享储能去中心化方法与流程

本发明涉及共享储能交易方式，尤其是基于侧链技术的访问控制机制的共享储能去中心化方法。

背景技术：

1、集中式的大规模可再生能源发电出力具有很强的波动性和间歇性，这些问题无疑给电力系统带来巨大的风险，对于电力系统需要安全控制和稳定运行的要求，也提出了巨大的考验。因此灵活性特点应当成为未来电力系统一个重要支撑特性。而共享储能技术则是一个能够广泛聚合现有的分散在用户侧的实体储能装置的手段，也可以有效提高现有的闲置储能的利用率。但是储能交易市场具有交易主体多，单笔交易量小，交易频次高以及买卖双方还有各自偏好的特性，扩建现有或集中式储能交易平台存在工作量大、建设成本高、难以考虑偏好性的弊端。面对分布式的实体储能资源，区块链的去中心特性与分布式储能装置的去中心化构造不谋而合。

2、区块链作为一种去中心化、不可篡改、可追溯、多方共同维护的分布式数据库，众多研究者将其应用在共享储能交易中。同时区块链的工作量证明机制、智能合约、信息安全机制等为其应用到共享储能交易提供了保障，但是传统单链区块链系统，在每次交易时都需要经过全节点的确认，这无法满足交易频繁的储能交易市场对交易速度的高要求。面对主体众多、交易频繁的共享储能交易市场，主侧链结合的技术能有效降低主网的交易压力，同时具有较高的数据吞吐率和较短的交易确认时间。

3、在中国专利文献上公开的“在侧链路通信中用于混合自动重传请求的方法和装置”，其公开号为cn111132036b，提供了在侧链路通信中用于混合自动重传请求的方法和装置，能够提高通信系统的性能。但仍没有针对性解决上述交易市场存在的问题。

技术实现思路

1、本发明解决了现有或集中式储能交易平台存在工作量大、建设成本高以及难以考虑偏好性的问题，提出基于侧链技术的访问控制机制的共享储能去中心化方法，使交易系统具有较高的吞吐率和较短的交易确定时间。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于侧链技术的访问控制机制的共享储能去中心化方法，包括以下步骤：

3、s1, 构建主侧链合作的区块链访问控制机制；

4、s2, 设置共享储能去中心化应用，完成用户和各处的储能设备的添加；

5、s3, 具有分布式的储能设备主体安装应用进行身份注册；并将储能设备主体的合约部署至侧链中；

6、s4，在侧链中部署的智能合约，使交易执行；用户通过智能合约完成对设备的状态信息的访问；

7、s5，将侧链的数据打包分批次发送至主链上，完成对交易的验证，并进行封装保存。

8、本发明中，首先构建主侧链合作的区块链访问控制机制，随后在主侧链合作的区块链访问控制机制下，设计共享储能去中心化应用，通过应用获得用户和各处的储能设备信息；然后对储能设备主体进行身份注册，并上传响应的信息；编写智能合约并将其部署至侧链中；根据智能合约，进行交易，若用户想要查看自己租用的储能设备或者自己租用出去的储能设备的状态时，通过侧链部署的智能合约完成对设备的状态信息访问；最后，侧链的数据打包分批次发送至主链，完成验证以及封装保存，便于日后的历史交易记录的溯源。本发明的方法能够很好的满足用户需求。

9、作为优选，所述主侧链合作的区块链访问控制机制包括：

10、根据对资源的使用情况将交易系统分为用户端、区块链网络以及设备端；区块链网络内包括以太坊主链以及若干个侧链，以太坊主链负责数据的封装，信息的索引。

11、本发明中，区块链网络作为主体部分，要完成所有交易执行与设备状态查询功能；不同于传统单链区块链系统，本发明设置一个主侧链系统，以太坊主链负责完成信息的索引工作，在侧链上部署的智能合约完成交易的执行和用户对相关设备的访问控制,每条侧链均连接不同的储能设备。

12、作为优选，所述共享储能去中心化应用包括：

13、用户管理，包括老用户的登录与新用户的注册；

14、供需匹配，包括闲置储能设备的上报与闲置储能设备的展示

15、储能控制权转移，其环节为：首先进行协议信息核对，随后进行费用金额暂存，最后进行控制权转移；

16、储能状态监控，对储能设备进行充放电操作和查看当前储能设备的状态；

17、信息查询，对储能设备的历史运行记录进行查看。

18、本发明中，共享储能去中心化应用主要包括有用户管理、供需匹配、储能控制权转移、储能状态监控、信息查询五大应用功能；各个应用分工明确。

19、作为优选，所述步骤s3包括以下步骤：

20、s31,储能设备主体通过共享储能去中心化应用进行身份注册，并上传相应的储能设备的生产信息和功率容量信息；

21、s32，根据储能设备主体上传的信息数据，编写智能合约；

22、s33，将字节码信息传递给储能设备主体，储能设备主体利用返回来的信息部署智能合约至侧链，以完成注册。

23、本发明中，储能设备主体在进行注册时只需要上传其拥有的储能设备的属性信息，根据储能主体上传的信息数据，编写智能合约，编写智能合约的方式可为计算机或者人工；编写完毕后，将字节码信息传递给储能设备主体，储能设备主体利用返回来的信息部署智能合约到侧链上。

24、作为优选，所述步骤s4中的智能合约包括：

25、访问控制合约，当用户发出查看设备的运行状态或历史记录的请求时，访问控制合约会对请求进行回应，同时访问控制合约维护一张历史记录表；

26、管理员合约，存放于区块链的头部，租赁用户双方提交储能协议，管理员合约对协议进行核对，判定无误后进入监管合约，同时管理员合约存放有信息表，记录监管合约和访问控制合约的内容；

27、监管合约，监督承租方的交易金额要在提交协议的同时存入监管合约中代为保管，同时监管合约维护一张违规记录表，记录交易结束后承租方的抵赖与违约行为。

28、本发明中，管理员合约、访问控制合约和监管合约将帮助用户完成对租用设备的充放电控制以及用户对向他人租用的或租用给他人的设备当下状态和使用记录进行查询。

29、作为优选，所述步骤s4还包括：

30、交易完成后，监管合约将储能设备的控制权交付给承租方，拥有控制权的期间承租方可以对储能设备进行远程充放电操作；共享协议到期后，监管合约将储能设备控制权归还出租方，并将承租方先前存入的交易金额转入出租方账户。

31、本发明中，出租方和承租方即为合约的双方。

32、作为优选，所述步骤s5具体为：

33、侧链上的数据打包发送到主链上并封装，即与该储能设备相连的侧链上的数据通过稀疏默克尔算法将其默克尔根同步到主链上。

34、本发明中，将交易主体多、交易频次高的单笔交易放到侧链上进行处理，侧链的数据打包分批次发送到主链上，由于交易与访问控制策略的执行均在侧链上完成，所以不需要每次交易都进行全节点的确认，这样的交易机制在提高访问控制的速度的同时也实现了去中心化的要求。

35、作为优选，所述用户端配置软件开发工具包与区块链网络连接，所述储能设备端利用采集设备收集设备的运行状态信息，经过终端服务器将原始数据发送到侧链上。

36、本发明中，用户端作为交易的主体，需要负责储能设备的信息上传，交易协议的制订；为保护区块链的安全，用户通过自己的账户验证后才能被允许接入。

37、本发明的有益效果是：

38、1、对于本发明的基于侧链技术的访问控制机制的共享储能去中心化方法，区块链通过共识机制实现的分权化特点帮助共享储能系统中的用户共同协作实现自适应调度的需求；

39、2、按照储能主体上传的储能设备的信息，结合买卖双方达成一致的租用协议灵活编写智能合约，满足交易执行需要灵活适应买卖双方偏好的要求；

40、3、有别于传统单链区块链系统，提出主侧链合作的技术，将频繁的交易转移到侧链上来降低主网的交易压力，侧链负责智能合约的执行并且将侧链上的数据通过稀疏默克尔算法将默克尔根同步到主链上完成信息的验证工作；

41、4、同时在进行对设备的状态访问查询时，信息处理点实现了对设备控制和信息获取的分离，极大增强了安全性。