一种提高能源数据可信的方法及系统与流程

1.本发明涉及电力市场领域，具体提供一种提高能源数据可信的方法及系统。


背景技术：

2.全球气候变化的影响正对人类生存发展带来日益严峻的挑战，走向碳中和已经成为全球共识。中国作为碳排放量最大的国家，在全球气候治理中的作用举足轻重。当前，中国已经成为推动全球气候治理进程的重要力量，是全球应对气候变化的参与者和贡献者。
3.碳交易是温室气体排放权交易的统称，二氧化碳为最大宗，因此，温室气体排放权交易以每吨二氧化碳当量为计算单位。在排放总量控制的前提下，包括二氧化碳在内的温室气体排放权成为一种稀缺资源，从而具备了商品属性。
4.碳交易是利用市场机制引领低碳经济发展的必由之路。未来，会有更多的园区和企业参与到碳交易市场，通过自建光伏发电、风力发电实现低碳发展。但同时因为发电数据不需要接驳到国家电网，发电数据将缺少“权威”机构证明，在碳交易市场买卖双方将难以通过“可信第三方”来实现交易。而在碳交易时，需要评估现有能源数据情况，所以需要自建能源数据可信系统，并证明数据可信。


技术实现要素：

5.本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种实用性强的一种提高能源数据可信的方法及系统。
6.本发明进一步的技术任务是提供一种设计合理，安全适用的提高能源数据可信的系统。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
8.一种提高能源数据可信的方法，具有如下步骤：
9.s1、安装部署边缘设备；
10.s2、安装部署边缘网关；
11.s3、搭建区块链平台；
12.s4、部署能源平台；
13.s5、边缘网关注册；
14.s6、设备注册；
15.s7、采集数据上报；
16.s8、碳时帐数据处理；
17.s9、报表分析。
18.进一步的，在步骤s1中，将光伏设备、储能设备、智能电表和各种监测终端按照空间规划需求部署安装，实现无需外设电源和附加通讯接口的情况下集成能源计量和无线传输功能；
19.在步骤s2中，接通边缘网关网络，将步骤s1中的设备接入到边缘网关，配置设备参
数。
20.进一步的，在步骤s3中，搭建区块链服务平台，设计部署上述区块链平台的智能合约，所述智能合约上链时，均会生成交易id和区块编号，在能耗值合约中增加数字签名算法和签名验证算法，数字签名算法签名值＝sign，签名验证算法ver。
21.进一步的，在步骤s4中，初始化能源平台服务，启动采集服务server，安装区块链证书，注册智能合约用户；
22.在步骤s5中，配置能源平台采集服务server信息，向能源平台发起网关注册请求，注册成功后能源平台返回token令牌。
23.进一步的，在步骤s6中，向能源平台发起设备、计量表注册请求，能源平台采集模块处理所述请求，解析设备参数，录入能源平台；
24.登录能源平台，定义能源分项和空间，绑定设备、计量表、空间、能源分项关系，后台插入数据库的同时发送到区块链平台相应的智能合约，进行基本数据上链。
25.进一步的，在步骤s7中，边缘网关定时获取计量设备数据，并汇总后统一发送到能源平台采集模块server进行数据上报；
26.采集模块接收边缘网关上报的能源数据关联设备进行数据分类插入数据库，同时基于计量表上链私钥生成数字签名进行能耗值上链。
27.进一步的，在步骤s8中，区块链平台内置时帐定时汇总程序，基于能源分项合约的碳排放系数，空间合约、设备合约、计量表合约的基本数据关系，能耗值合约的原始数据共同汇总碳减排时帐和碳排放时帐，汇总后的时帐通过内部认证上链到碳时帐合约；
28.在步骤s9中，能源平台调用碳时帐合约获取能源分项、空间碳减排时帐、碳排放时帐数据，报表支持不同维度、自定义时间段查询分析并导出结果。
29.一种提高能源数据可信的系统，包括边缘设备、边缘网关、能源平台和区块链平台，所述边缘设备用于采集能源数据并将能源数据传输给边缘网关；
30.所述边缘网关包括数据采集、网关注册和数据上报模块，数据采集模块将边缘设备注册到边缘网关并定时获取设备计量数据；所述网关注册模块用于将边缘网关注册到能源平台，注册成功后能源平台返回token令牌用于通信身份凭证；所述数据上报用于将采集到的设备数据转发到能源平台；
31.所述能源平台自定义时间查询分析能源数据；所述区块链平台搭建智能合约。
32.进一步的，所述能源平台包括系统管理、采集管理、能源分项、空间管理和设备管理；
33.系统管理用于平台登录、用户管理和权限管理，采集管理用于网关管理、接入边缘网关数据及发送数据至区块链平台，能源分项用于定义能源来源及二氧化碳排放系数，空间管理用于定义物理空间，可以设置子空间，报表分析支持不同维度、自定义时间查询分析能源数据。
34.进一步的，区块链平台搭建智能合约，包括能源分项合约、空间合约、设备合约、计量表合约、能耗值合约和碳时帐合约；
35.能源分项合约包括能源分项名称、能源分项id、千克煤当量、二氧化碳排放系数字段，其中千克标准煤和二氧化碳排放系数用于时帐计算；
36.空间合约包括空间信息和关联能源分项信息，设备合约包括设备信息和关联空间
信息；
37.计量表合约包括计量表名称、公钥和设备id，计量表上链时会基于rsa算法生成密钥对，对公钥上链，私钥本地存储，在能耗值合约上链时生成数字签名使用；
38.能耗值合约包括计量表id、能耗值、时间戳和数字签名；
39.区块链平台内部集成有区块链算法，基于能耗值合约上报的能源数据，能源分项合约、空间合约、设备合约、计量表合约上报的绑定关系和二氧化碳排放系数进行汇总并发送到碳时帐合约。
40.本发明的一种提高能源数据可信的方法及系统和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：
41.本发明以物联网技术为底座，采用云平台、区块链、边缘网关等先进技术，在电力市场领域尤其是碳交易市场。提供企业自建系统，借助于区块链技术中信息不可篡改的特征构建能源平台信用体系，无需第三方的信任机制即可为绿电市场、碳交易市场、碳排放监管提供可信数据。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.附图1是一种提高能源数据可信的方法的流程示意图；
44.附图2是一种提高能源数据可信的系统的框架图。
具体实施方式
45.为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的方案，下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。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做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。
46.下面给出一个最佳实施例：
47.如图1所示，本实施例中一种提高能源数据可信的方法，具有如下步骤：
48.步骤1：安装部署边缘设备：将光伏设备、储能设备、智能电表和各种监测终端按照空间规划需求安装部署，实现无需外设电源和附加通讯接口的情况下集成能源计量和无线传输功能。
49.步骤2：安装部署边缘网关：接通边缘网关网络，将步骤1中设备接入到边缘网关，配置设备参数。
50.步骤3：搭建区块链平台：搭建区块链服务平台，设计部署上述区块链平台的智能合约，上述智能合约包括：能源分项合约、空间合约、设备合约、计量表合约、能耗值合约和碳时帐合约。所述智能合约上链时，均会生成交易id和区块编号，同时，为了提高能耗值上链数据身份认证等级，在能耗值合约中增加数字签名算法和签名验证算法：
51.数字签名算法：签名值＝sign(私钥，hash(计量表||时间戳||能耗值))；
52.签名验证算法：ver(公钥，签名值)；
53.其中，sign是概率性数字签名算法，hash()是哈希算法，ver()输出true表示签名有效。
54.步骤4：部署能源平台：初始化能源平台服务，启动采集服务server，安装区块链证书，注册智能合约用户。
55.步骤5：边缘网关注册：配置能源平台采集服务server信息，向能源平台发起网关注册请求，注册成功后能源平台返回token令牌。
56.步骤6：设备注册：向能源平台发起设备、计量表注册请求，能源平台采集模块处理该请求，解析设备参数，录入能源平台。登录能源平台，定义能源分项和空间，绑定设备、计量表、空间、能源分项关系。后台插入数据库的同时发送到区块链平台相应的智能合约，进行基本数据上链。
57.步骤7：采集数据上报：边缘网关定时获取计量设备数据，并汇总后统一发送到能源平台采集模块server进行数据上报，周期默认15s。采集模块接收边缘网关上报的能源数据关联设备进行数据分类插入数据库，同时基于计量表上链私钥生成数字签名进行能耗值上链。
58.步骤8：碳时帐数据处理：区块链平台内置时帐定时汇总程序，基于能源分项合约的碳排放系数，空间合约、设备合约、计量表合约的基本数据关系，能耗值合约的原始数据共同汇总碳减排时帐和碳排放时帐，汇总后的时帐通过内部认证上链到碳时帐合约。
59.步骤9：报表分析：能源平台调用碳时帐合约获取能源分项、空间碳减排时帐、碳排放时帐数据。报表支持不同维度、自定义时间段查询分析并导出结果。
60.本发明通过能源平台和区块链平台构建“可信”数据域，实现数据不可篡改。
61.如图2所示，基于上述方法，本实施例中的一种提高能源数据可信的系统，包括边缘设备、边缘网关、能源平台和区块链平台。
62.边缘设备包括光伏设备、负荷设备、储能设备、计量表及其连接的能源监测装置，用于采集能源数据并将能源数据传输给边缘网关。同时基于设备所处区域设置空间，方便汇总。
63.边缘网关包括数据采集、网关注册和数据上报模块。数据采集模块包括将边缘设备注册到边缘网关并定时获取设备计量数据。所述网关注册模块用于将边缘网关注册到能源平台，注册成功后能源平台返回token令牌用于通信身份凭证。所述数据上报用于将采集到的设备数据转发到能源平台。
64.能源平台包括系统管理、采集管理、能源分项、空间管理、设备管理、计量表管理和报表分析。系统管理用于平台登录、用户管理、权限管理等，采集管理用于网关管理、接入边缘网关数据及发送数据至区块链平台，能源分项用于定义能源来源及二氧化碳排放系数，空间管理用于定义物理空间，可以设置子空间，报表分析支持不同维度、自定义时间查询分析能源数据。
65.区块链平台搭建智能合约，包括能源分项合约、空间合约、设备合约、计量表合约、能耗值合约和碳时帐合约。能源分项合约包括能源分项名称、能源分项id、千克煤当量、二氧化碳排放系数字段，其中千克标准煤和二氧化碳排放系数用于时帐计算。空间合约包括空间信息和关联能源分项信息，设备合约包括设备信息和关联空间信息。计量表合约包括
计量表名称、公钥和设备id，计量表上链时会基于rsa算法生成密钥对，对公钥上链，私钥本地存储，在能耗值合约上链时生成数字签名使用。能耗值合约包括计量表id、能耗值、时间戳和数字签名。区块链平台内部集成有区块链算法，基于能耗值合约上报的能源数据，能源分项合约、空间合约、设备合约、计量表合约上报的绑定关系和二氧化碳排放系数进行汇总并发送到碳时帐合约。
66.上述具体的实施方式仅是本发明具体的个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体的实施方式，任何符合本发明的一种提高能源数据可信的方法及系统权利要求书的且任何所述技术领域普通技术人员对其做出的适当变化或者替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
67.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。