分布式能源市场式交易方法、终端及存储介质与流程

1.本发明涉及区块链能源交易技术领域，尤其涉及一种分布式能源市场式交易方法、终端及存储介质。


背景技术：

2.许多新兴技术己被引入到绿色工业系统中，例如无线能量收集，无线电力传输和电动车入网技术。其中，分布式能源正在悄无声息的改变着能源供需的关系，例如电动车辆，其既可以作为能源的需求端，还可以在一些场景下作为储能设备转变为供给端。
3.工业物联网节点可以通过点对点的方式与其他节点交换剩余能量，从而满足本地化能源需求，提高能源效率，并减少能量长距离传输带来的损失。
4.结合这些技术，工业系统开发出各种高效和可持续的点对点能源交易场景。以下是针对工业物联网三种典型的点对点能源交易场景：
5.(1)微电网:具有太阳能电池板或风力发电机的智能建筑收集环境能量从形成微电网，并可通过点对点的方式进行能量交易。
6.(2)无线能量获取网络:具有能量获取能力的工业节点可以从可再生能源获取能量，也可以通过点对点能源交易的方式，利用具有无线电力传输的移动充电车进行充电。
7.(3)电动车入网技术:电动车作为能量存储设备在电网负荷低谷执行充电操作，并将其能量反馈回电网以减少负荷波峰。在本地聚合器的帮助下，车辆还可通过点对点的方式将其能量卖给邻近的充电车辆。
8.虽然能源交易在工业物联网中发挥着至关重要的作用，但普通的点对点能源交易场景存在普遍的安全和隐私挑战。
9.1)工业物联网节点在不完全可信和不透明的能源市场上进行大规模分布式能源市场式交易并不安全。
10.2)具有剩余能量的工业物联网节点可能由于担心安全与隐私问题，而不愿意作为充当能源提供者参与交易。在这种情况下，工业物联网节点之间的能源供应和需求是不平衡的。
11.3)在点对点能源交易中若由第三方代理来审核和验证节点之间的交易记录，那么无法保障这个第三方代理不出现单点故障或者隐私泄露等问题。
12.基于此，需要开发设计出一种分布式能源市场式交易方法。


技术实现要素：

13.本发明实施方式提供了一种分布式能源市场式交易方法、终端及存储介质，用于解决现有技术中分布式能源市场式交易存在不安全因素的问题。
14.第一方面，本发明实施方式提供了一种分布式能源市场式交易方法，包括：
15.获取来自多个用户的用电期望以及售电意愿，其中，所述用电期望以及所述售电意愿均设有加密信息；
16.根据所述用电期望的加密信息和/或所述售电意愿的加密信息，对所述多个用户进行信息有效性验证；
17.根据预设条件，从所述多个用户中选择用户对，促成能源交易并生成交易合同凭证，其中，所述用户对包括提供用电期望的用户以及提供售电意愿的用户；
18.将所述交易合同凭证进行加密后，加入到区块链中。
19.在一种可能实现的方式中，用户的用电期望或售电意愿通过以下步骤生成：
20.获取能源单价、能源预期以及交易时效，其中，所述能源预期包括在预定时间段内输入或输出能源的总量，所述交易时效用于表征本次用电期望或售电意愿的有效时长；
21.根据所述用户的身份信息查询账户可用余额；
22.在所述账户可用余额满足预定条件时，对所述用户的身份信息、所述能源单价、所述能源预期、所述交易时效以及时间戳进行加密生成加密数据并计算所述加密数据的哈希值；
23.将所述加密数据以及所述哈希值作为用电期望或售电意愿，加入到区块链中。
24.在一种可能实现的方式中，所述根据所述用电期望的加密信息和/或所述售电意愿的加密信息，对所述多个用户进行信息有效性验证，包括：
25.对于所述多个用户中的每个用户执行如下步骤：
26.根据所述哈希值验证所述加密数据；
27.在所述加密数据有效时，对所述加密数据进行解密，获得所述时间戳以及所述交易时效；
28.若当前时刻符合所述时间戳以及所述交易时效的约束条件，则更新交易池，其中，所述交易池中包括有多个待交易用户的用电期望和/或售电意愿；
29.将用户的用电期望或所述售电意愿加入所述交易池中。
30.在一种可能实现的方式中，所述根据预设条件，从所述多个用户中选择用户对，促成能源交易并生成交易合同凭证，包括：
31.根据所述能源预期，对所述交易池中的多个用户进行分组，每组内的多个用户均具有同一预定时间段内的用电期望或售电意愿；
32.将每组内的多个用户分成用电期望列以及售电意愿列；
33.根据所述能源单价，分别对所述用电期望列以及所述售电意愿列进行排序，其中，所述用电期望列以能源单价降序排列，所述售电意愿列以能源单价升序排列；
34.基于用电期望列能源单价不低于售电意愿能源单价的原则，根据所述输入输出能源的总量关系，确定用户对；
35.根据用户对中各个用户的信用条件，生成交易合同凭证；
36.根据当前时间以及所述用户对更新所述交易池。
37.在一种可能实现的方式中，所述根据用户对中各个用户的信用条件，生成交易合同凭证，包括：
38.根据所述用户对中各个用户的账户可用余额以及违约金比例，确定最大交易额，其中，所述最大交易额根据所述用户对中最少的账户可用余额确定；
39.根据所述用户对的用电期望以及售电意愿确定最大交易能源总量；
40.根据所述售电意愿能源单价以及所述最大交易能源总量，计算获得需求交易额；
41.从所述需求交易额以及所述最大交易额中，选择最小的交易额作为实际交易额；
42.根据所述实际交易额以及所述用户对各个用户的身份信息生成交易合同凭证。
43.在一种可能实现的方式中，在所述将所述交易合同凭证进行加密后，加入到区块链中之后，还包括违约金支付步骤：
44.根据所述交易合同凭证，生成交易违约金；
45.根据所述交易违约金对所述用户对中的各个账户可用余额进行冻结；
46.将所述用户对中的各个账户信息进行加密并生成哈希值后，加入区块链中。
47.在一种可能实现的方式中，在交易完成后还包括解冻违约金步骤：
48.根据交易完成情况生成解冻金额；
49.根据所述解冻金额对所述用户对中的各个账户可用余额进行解冻；
50.将所述用户对中的各个账户信息进行加密并生成哈希值后，加入区块链中。
51.第二方面，本发明实施方式提供了一种分布式能源市场式交易装置，包括：
52.交易信息获取模块，用于获取来自多个用户的用电期望以及售电意愿，其中，所述用电期望以及所述售电意愿均设有加密信息；
53.安全验证模块，用于根据所述用电期望的加密信息和/或所述售电意愿的加密信息，对所述多个用户进行信息有效性验证；
54.交易促成模块，用于根据预设条件，从所述多个用户中选择用户对，促成能源交易并生成交易合同凭证，其中，所述用户对包括提供用电期望的用户以及提供售电意愿的用户；
55.以及，
56.合同凭证存储模块，用于将所述交易合同凭证进行加密后，加入到区块链中。
57.第三方面，本发明实施方式提供了一种终端，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
58.第四方面，本发明实施方式提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
59.本发明实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：
60.本发明实施方式公开了的一种分布式能源市场式交易方法，其首先获取用户的用电期望及售电意愿，然后，在验证加密信息后，根据预设条件，通过促成用户对的形式，促成能源交易，并生成交易合同凭证，最后，将合同凭证加密，加入区块链中予以保存。本发明方法可以促成分布于各个节点的用电、发电、储电用户达成能源交易，对于风能、太阳能等可再生能源，结合储能方式，可以达到最大化利用的效果，进一步地，实现发电、用电的削峰填谷的效果。交易数据通过区块链存储，由于区块链去中心化，分布式记录，因此，修改和丢失的可能性极小，保障了交易双方方的安全性。此外，由于本发明实施方式中一些实施步骤采用了加密、验证的方式，用户的隐私能够得到充分的保护。
附图说明
61.为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术
描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
62.图1是本发明实施方式提供的分布式能源市场式交易方法的流程图；
63.图2是本发明实施方式提供的促成能源交易并生成交易合同凭证的流程图；
64.图3是本发明实施方式提供的分布式能源市场式交易装置功能框图；
65.图4是本发明实施方式提供的终端功能框图。
具体实施方式
66.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施方式。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
67.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施方式来进行说明。
68.下面对本发明的实施例作详细说明，本实例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
69.图1为本发明实施方式提供的分布式能源市场式交易方法的流程图。
70.如图1所示，其示出了本发明实施方式提供的分布式能源市场式交易方法的实现流程图，详述如下：
71.在步骤101中，获取来自多个用户的用电期望以及售电意愿，其中，所述用电期望以及所述售电意愿均设有加密信息。
72.在一些实施方式中，用户的用电期望或售电意愿通过以下步骤生成：
73.获取能源单价、能源预期以及交易时效，其中，所述能源预期包括在预定时间段内输入或输出能源的总量，所述交易时效用于表征本次用电期望或售电意愿的有效时长；
74.根据所述用户的身份信息查询账户可用余额；
75.在所述账户可用余额满足预定条件时，对所述用户的身份信息、所述能源单价、所述能源预期、所述交易时效以及时间戳进行加密生成加密数据并计算所述加密数据的哈希值；
76.将所述加密数据以及所述哈希值作为用电期望或售电意愿，加入到区块链中。
77.示例性地，能源预期是指用户根据自己的预测或者计划可以安排出在预定时间段内的能源需求，例如，对于制造业企业，可以通过安排生产计划，把用电时段限制在一定的时间段内，对于发电企业，例如风力发电，可以根据天气预测，进一步估计出未来某一时期的发电总量。
78.交易时效在一些应用场景中，是指将出售信息向外发布的时间长度，例如，从当前时刻一直持续预定时长。
79.参与能源交易的用户需要具备一个可以被查询到可用余额的账户。在账户余额有充足的资金时，就可以将上述信息连通时间戳加密并计算出哈希值，作为用电期望或者售电意愿，存入区块链中。
80.在步骤102中，根据所述用电期望的加密信息和/或所述售电意愿的加密信息，对所述多个用户进行信息有效性验证。
81.在一些实施方式中，步骤102包括：
82.对于所述多个用户中的每个用户执行如下步骤：
83.根据所述哈希值验证所述加密数据；
84.在所述加密数据有效时，对所述加密数据进行解密，获得所述时间戳以及所述交易时效；
85.若当前时刻符合所述时间戳以及所述交易时效的约束条件，则更新交易池，其中，所述交易池中包括有多个待交易用户的用电期望和/或售电意愿；
86.将用户的用电期望或所述售电意愿加入所述交易池中。
87.示例性地，在将用户的用电期望或者售电意愿形成一个交易池之前，首先对用户的加密数据进行验证，一种验证方式为通过哈希值验证，以确保数据未做改动，当数据有效时，对加密数据进行解密，获得的时间戳以及交易时效作为用电期望或者售电意愿是否加入交易池的凭证。
88.例如，当前时间已经超过时间戳和交易时效约定的交易时间，那么，当前的用电期望或者售电意愿就不能加入到交易池中。如果当前时间符合时间戳和交易时效约定的交易时间，那么，应更新交易池，将交易池中哪些已经不符合交易时效的那些用电期望或者售电意愿去除，再加入本次获得的用电期望或者售电意愿。
89.在步骤103中，根据预设条件，从所述多个用户中选择用户对，促成能源交易并生成交易合同凭证，其中，所述用户对包括提供用电期望的用户以及提供售电意愿的用户。
90.如图2所示，在一些实施方式中，步骤103包括：
91.步骤201，根据所述能源预期，对所述交易池中的多个用户进行分组，其中，每组内的多个用户均具有同一预定时间段内的用电期望或售电意愿；
92.步骤202，将每组内的多个用户分成用电期望列以及售电意愿列；
93.步骤203，根据所述能源单价，分别对所述用电期望列以及所述售电意愿列进行排序，其中，所述用电期望列以能源单价降序排列，所述售电意愿列以能源单价升序排列；
94.步骤204，基于用电期望列能源单价不低于售电意愿能源单价的原则，根据所述输入输出能源的总量关系，确定用户对；
95.步骤205，根据用户对中各个用户的信用条件，生成交易合同凭证；
96.步骤206，根据当前时间以及所述用户对更新所述交易池。
97.在一些实施方式中，所述根据用户对中各个用户的信用条件，生成交易合同凭证，包括：
98.根据所述用户对中各个用户的账户可用余额以及违约金比例，确定最大交易额，其中，所述最大交易额根据所述用户对中最少的账户可用余额确定；
99.根据所述用户对的用电期望以及售电意愿确定最大交易能源总量；
100.根据所述售电意愿能源单价以及所述最大交易能源总量，计算获得需求交易额；
101.从所述需求交易额以及所述最大交易额中，选择最小的交易额作为实际交易额；
102.根据所述实际交易额以及所述用户对各个用户的身份信息生成交易合同凭证。
103.示例性地，如图2所示，其示出了生成促成能源交易并生成交易合同凭证的流程
图。
104.在促成交易时，首先根据预期的时段进行分组，也就是说每个组内的用户，均期望在同一个时段用电或者售电。
105.然后，再根据类别，分成用电期望列和售电意愿列。
106.接着，对用电期望列的用户，按照能源单价降序排列，对于售电意愿列的用户，按照能源单价升序排列。
107.此时，我们可以醒目的找到多个可以促成的交易对，这些交易对中，用电期望列的能源单价不低于售电意愿列的单价，再接着，根据能源需求量确定用户对。
108.在基本用户对达成后，再核验信用，根据核验的信用生成合同凭证。最后，将这些达成用户对的用户和那些超过交易期限的用户去除出交易池。
109.对于信用核验方面，主要的核验项是核验违约金。在核验时，根据账户可用余额与违约金确定可以支付的最大交易额，也就是可用余额所能支持的交易额。然后，根据能源交易量以及售电端的单价计算出预期的交易额，如果余额支持的交易额不小于预期的交易额，则以预期交易额为实际交易额，如果余额支持的交易额小于预期的交易额，则以余额支持的交易额为实际交易额。
110.根据上述确定的实际交易额以及身份信息，生成交易合同凭证。
111.在步骤104中，将所述交易合同凭证进行加密后，加入到区块链中。
112.在步骤104完成后，还包括步骤105：
113.根据所述交易合同凭证，生成交易违约金；
114.根据所述交易违约金对所述用户对中的各个账户可用余额进行冻结；
115.将所述用户对中的各个账户信息进行加密并生成哈希值后，加入区块链中。
116.在交易完成后还包括解冻违约金步骤106：
117.根据交易完成情况生成解冻金额；
118.根据所述解冻金额对所述用户对中的各个账户可用余额进行解冻
119.示例性地，在将交易合同凭证生成后，还进行区块链存储交易合同凭证、冻结违约金以及解冻违约金步骤。
120.根据交易合同约定，生成交易违约金，根据违约金的金额以及对应的用户对，对用户的账户进行冻结。在冻结完成后，将账户信息进行加密并生成哈希值，加入到区块链中。
121.在交易完成后，根据交易完成情况对账户的资金进行解冻，同样的将账户加密并生成哈希值后，加入区块链。
122.本发明分布式能源市场式交易方法实施方式，其首先获取用户的用电期望及售电意愿，然后，在验证加密信息后，根据预设条件，通过促成用户对的形式，促成能源交易，并生成交易合同凭证，最后，将合同凭证加密，加入区块链中予以保存。本发明方法可以促成分布于各个节点的用电、发电、储电用户达成能源交易，对于风能、太阳能等可再生能源，结合储能方式，可以达到最大化利用的效果，进一步地，实现发电、用电的削峰填谷的效果。交易数据通过区块链存储，由于区块链去中心化，分布式记录，因此，修改和丢失的可能性极小，保障了交易双方方的安全性。此外，由于本发明实施方式中一些实施步骤采用了加密、验证的方式，用户的隐私能够得到充分的保护。
123.应理解，上述实施方式中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过
程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施方式的实施过程构成任何限定。
124.以下为本发明的装置实施方式，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施方式。
125.图3是本发明实施方式提供的分布式能源市场式交易装置功能框图，参照图3，分布式能源市场式交易装置3包括：交易信息获取模块301、安全验证模块302、交易促成模块303以及合同凭证存储模块304。
126.交易信息获取模块301，用于获取来自多个用户的用电期望以及售电意愿，其中，所述用电期望以及所述售电意愿均设有加密信息；
127.安全验证模块302，用于根据所述用电期望的加密信息和/或所述售电意愿的加密信息，对所述多个用户进行信息有效性验证；
128.交易促成模块303，用于根据预设条件，从所述多个用户中选择用户对，促成能源交易并生成交易合同凭证，其中，所述用户对包括提供用电期望的用户以及提供售电意愿的用户；
129.以及，
130.合同凭证存储模块304，用于将所述交易合同凭证进行加密后，加入到区块链中。
131.图4是本发明实施方式提供的终端的功能框图。如图4所示，该实施方式的终端4包括：处理器400和存储器401，所述存储器401中存储有可在所述处理器400上运行的计算机程序402。所述处理器400执行所述计算机程序402时实现上述各个分布式能源市场式交易方法及实施方式中的步骤，例如图1所示的步骤101至步骤104。
132.示例性的，所述计算机程序402可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器401中，并由所述处理器400执行，以完成本发明。
133.所述终端4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端4可包括，但不仅限于，处理器400、存储器401。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端4的示例，并不构成对终端4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
134.所称处理器400可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
135.所述存储器401可以是所述终端4的内部存储单元，例如终端4的硬盘或内存。所述存储器401也可以是所述终端4的外部存储设备，例如所述终端4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字卡(secure digital，sd)，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器401还可以既包括所述终端4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器401用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器401还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
136.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功
能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施方式中的对应过程，在此不再赘述。
137.在上述实施方式中，对各个实施方式的描述都各有侧重，某个实施方式中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施方式的相关描述。
138.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
139.在本发明所提供的实施方式中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
140.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单元来实现本实施方式方案的目的。
141.另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
142.所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施方式方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个分布式能源市场式交易方法及分布式能源市场式交易装置实施方式的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
143.以上所述实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。