双链式区块链架构设计及其点对点交易优化决策实现

杨洪明; 阳泽峰; 漆敏; 罗翼婷; 张诗鸣

doi:10.7500/AEPS20200508002

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

双链式区块链架构设计及其点对点交易优化决策实现

区块链技术在电力系统中的应用 | 更新时间：2025-06-16

- 双链式区块链架构设计及其点对点交易优化决策实现
- Design of Double-chain Blockchain Architecture and Its Implementation of Peer-to-peer Transaction Optimization Decision
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第9期页码：19-27
- 作者机构：
  
  1.长沙理工大学电气与信息工程学院，湖南省长沙市 410076
  2.教育部基于分布式光储的能源互联网运行与规划国际合作联合实验室，长沙理工大学，湖南省长沙市 410114
  3.国网四川省电力有限公司自贡供电公司，四川省自贡市 643000
  4.国网福建省电力有限公司经济技术研究院，福建省福州市 350011
- 作者简介：
  
  杨洪明(1972—)，女，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电力市场、新能源发电并网、电力系统运行与控制。E-mail：yhm5218@163.com
  阳泽峰(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力市场、电力系统运行与控制。E-mail：565917589@qq.com
  漆敏(1994—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力市场、电力系统运行与控制。E-mail：1169719105@qq.com
- 基金信息：
  
  湖南省科技项目(2019CT5001);国家自然科学基金资助项目(71931003)
- DOI：10.7500/AEPS20200508002
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-05-08，
  
  修回日期：2020-10-08，
  
  网络出版日期：2020-12-25，
  
  纸质出版日期：2021-05-10
- 稿件说明：
移动端阅览
杨洪明,阳泽峰,漆敏等.双链式区块链架构设计及其点对点交易优化决策实现[J].电力系统自动化,2021,45(9):19-27.

YANG Hongming,YANG Zefeng,QI Min,et al.Design of Double-chain Blockchain Architecture and Its Implementation of Peer-to-peer Transaction Optimization Decision[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(9):19-27.
杨洪明,阳泽峰,漆敏等.双链式区块链架构设计及其点对点交易优化决策实现[J].电力系统自动化,2021,45(9):19-27. DOI： 10.7500/AEPS20200508002.

YANG Hongming,YANG Zefeng,QI Min,et al.Design of Double-chain Blockchain Architecture and Its Implementation of Peer-to-peer Transaction Optimization Decision[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(9):19-27. DOI： 10.7500/AEPS20200508002.

摘要

在开放的售电侧市场中，具有电能生产和消费双重特性的产消者开展灵活对等的点对点交易。针对单链式区块链无法同时满足产消者交易的网络安全校核与去中心化问题，提出一种交易链和电能链耦合运行的双链式区块链及其点对点交易决策模型。其中交易链(公有链)实现产消者自主博弈的点对点交易，以市场方式最大化各产消者之间的经济利益；电能链(联盟链)以网络潮流为约束，实现市场交易方案的安全校核和调整。基于以太坊区块链开发平台，搭建IEEE 14节点配电系统点对点交易仿真场景。仿真结果表明，所设计的双链式区块链比单链式具有更高的交易处理效率和性能，能实现产消者点对点自主交易，保证了交易方案的安全自动执行。

Abstract

In the open electricity sales side market

the prosumers with the dual characteristics of electricity production and consumption implement flexible peer-to-peer transactions. As single-chain blockchains cannot simultaneously satisfy the network security check and decentralization of prosumer transactions

a double-chain blockchain for coupling operation of the transaction chain and the power chain and its peer-to-peer transaction decision model are proposed. The peer-to-peer transactions of prosumers are achieved based on their independent game through the trading chain (public chain) to maximize their respective economic interests in the market. The security check and adjustment of the market transaction scheme are achieved through the power chain (alliance chain) with the constraint of power flow. Based on the Ethereum blockchain development platform

the simulation scenarios for peer-to-peer transactions with IEEE 14-bus distribution network are implemented. The simulation results show that the designed double-chain blockchain has higher transaction processing efficiency and performance than single-chain blockchain

which can achieve autonomous peer-to-peer transaction of prosumers and ensure the safe and automatic execution of the transaction scheme.

关键词

Keywords

references

MORSTYN T ， MCCULLOCH T M . Multiclass energy management for peer-to-peer energy trading driven by prosumer preferences ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2019 ， 34 （ 5 ）： 4005 - 4014 .

袁勇，王飞跃 . 区块链技术发展现状与展望［J］. 自动化学报， 2016 ， 42 （ 4 ）： 481 - 494 .

YUAN Yong ， WANG Feiyue . Development status and prospect of blockchain technology ［J］. Acta Automatic Sincia ， 2016 ， 42 （ 4 ）： 481 - 494 .

MENGELKAMP E ， GATTTNER J ， ROCK K ， et al . Designing microgrid energy markets： a case study： the Brooklyn microgrid ［J］. Applied Energy ， 2018 ， 210 ： 870 - 880 .

国家电网公司 . 区块链技术助力泛在电力物联网建设［EB/OL］.（ 2019-12-04 ）［ 2019-12-12 ］. http：//www.sgcc.com.cn/html/sgcc_mobile/col2019042502/2019-12/0420191204101504543540587_1.shtml http://www.sgcc.com.cn/html/sgcc_mobile/col2019042502/2019-12/0420191204101504543540587_1.shtml .

State Grid Corporation of China . Blockchain technology helps the construction of ubiquitous electric power IoT ［EB/OL］. （ 2019-12-04 ）［ 2019-12-12 ］. http：//www.sgcc.com.cn/html/sgcc_mobile/col2019042502/2019-12/04/20191204101504543540587_1.shtml http://www.sgcc.com.cn/html/sgcc_mobile/col2019042502/2019-12/04/20191204101504543540587_1.shtml .

南方电网公司 . 南方电网公司积极探索区块链技术应用［EB/OL］.（ 2019-10-28 ）［ 2019-12-12 ］. http：//www.csg.cn/xwzx/nygc/201910/t20191029_305529.html http://www.csg.cn/xwzx/nygc/201910/t20191029_305529.html .

China Southern Power Grid Corporation . China Southern Power Grid Corporation actively explores blockchain technology applications ［EB/OL］. （ 2019-10-28 ）［ 2019-12-12 ］. http：//www.csg.cn/xwzx/nygc/201910/t20191029_305529.html http://www.csg.cn/xwzx/nygc/201910/t20191029_305529.html .

王胜寒，郭创新，冯斌，等 . 区块链技术在电力系统中的应用：前景与思路［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 11 ）： 10 - 24 .

WANG Shenghan ， GUO Chuangxin ， FENG Bin ， et al . Application of blockchain technology in power system： prospects and ideas ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 11 ）： 10 - 24 .

DONG Zhaoyang ， LUO Fengji ， LIANG Gaiqi . Blockchain： a secure， decentralized， trusted cyber infrastructure solution for future energy systems ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2018 ， 6 （ 5 ）： 958 - 967 .

ZIA M F ， BENBOUZID M ， ELBOUCHIKHI E ， et al . Microgrid transactive energy： review， architectures， distributed ledger technologies， and market analysis ［J］. IEEE Access ， 2020 ， 8 ： 19410 - 19432 .

肖谦，陈政，朱宗耀，等 . 适应分布式发电交易的分散式电力市场探讨［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 1 ）： 208 - 218 .

XIAO Qian ， CHEN Zheng ， ZHU Zongyao ， et al . Discussion on decentralized electricity market for distributed generation transactions ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 1 ）： 208 - 218 .

SILVESTRE M L D ， GALLO P ， IPPOLITO M G ， et al . A technical approach to the energy blockchain in microgrids ［J］. IEEE Transactions on Industrial Informatics ， 2018 ， 14 （ 11 ）： 4792 - 4803 .

王蓓蓓，李雅超，赵盛楠，等 . 基于区块链的分布式能源交易关键技术［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 14 ）： 53 - 64 .

WANG Beibei ， LI Yachao ， ZHAO Shengnan ， et al . Key technologies on blockchain based distributed energy transaction ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 14 ）： 53 - 64 .

祁兵，夏琰，李彬，等 . 基于区块链激励机制的光伏交易机制设计［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 9 ）： 132 - 139 .

QI Bing ， XIA Yan ， LI Bin ， et al . Photovoltaic trading mechanism design using Blockchain-based incentive mechanism ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 9 ）： 132 - 139 .

韩冬，张程正浩，孙伟钦，等 . 基于区块链技术的智能配售电交易平台架构设计［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 7 ）： 89 - 99 .

HAN Dong ， ZHANG Chengzhenghao ， SUN Weiqin ， et al . Framework design of smart distribution trading platform based on blockchain technology ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 7 ）： 89 - 99 .

LUO Fengji ， DONG Zhaoyang ， LIANG Gaoqi ， et al . A distributed electricity trading system in active distribution networks based on multi-agent coalition and blockchain ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2019 ， 34 （ 5 ）： 4097 - 4108 .

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 .

TAI Xue ， SUN Hongbin ， GUO Qinglai . Electricity transactions and congestion management based on blockchain in Energy Internet ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 12 ）： 3630 - 3638 .

杨选忠，张浙波，赵申轶，等 . 基于区块链的含安全约束的分布式电力交易方法［J］. 中国电力， 2019 ， 52 （ 10 ）： 31 - 39 .

YANG Xuanzhong ， ZHANG Zhebo ， ZHAO Shenyi ， et al . Blockchain-based transactive method in distributed power considering security constraints ［J］. Electric Power ， 2019 ， 52 （ 10 ）： 31 - 39 .

张永平，焦连伟，倪以信，等 . 区域电力市场双边交易阻塞管理实用计算方法［J］. 电力系统自动化， 2003 ， 27 （ 14 ）： 18 - 22 .

ZHANG Yongping ， JIAO Lianwei ， NI Yixin ， et al ． A practical approach for inter-regional bilateral contracts congestion management ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2003 ， 27 （ 14 ）： 18 - 22 .

苏隽，关睿，韩冰，等 . 考虑电热耦合效应的配电网潮流计算［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 19 ）： 48 - 53 .

SU Jun ， GUAN Rui ， HAN Bing ， et al . Monitoring architecture of microgrid and adaptive service method based on DPWS ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 19 ）： 48 - 53 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

互联电网共享运行备用可靠性评估