区块链技术在电力辅助服务中的应用

2022-10-06 版权声明 我要投稿

区块链技术本质属于互联网技术的一种,基于其去中心化、透明开放、公平对等、可靠性高等诸多优势,初期在数字加密货币交易中得到了较为广泛的应用。随着区块链技术的不断完善与深入,应用场景从加密货币交易领域逐渐向其他行业拓展,通过创建资产价值的形式来完成资产相关交易的完整记录,进一步实现对交易市场的去中心化,在此基础上极大程度上降低了交易各方维护信任的管理成本,实现利润最大化目标[1]。

随着我国能源供给侧改革的逐步推进,结合能源产业结构调整的社会需求,能源互联网近年来得到了广泛关注,相应的示范建设工程已实现商业运营[2]。针对能源互联网的建设对电力商业模式形成的新需求,采用区块链技术来支撑能源互联网模式下的电力交易具有十分重要的作用。针对已有的文献成果,能源互联网中区块链技术应用主要分为两个主要方面,一是对于区块链技术的特征分析,重点从区块链技术与能源互联网的匹配应用方面着手;另一个主要方面是对区块链技术的应用模式进行多途径分析,主要针对基于区块链技术的交易系统设计方面着手。随着能源互联网与区块链技术的同步深入开发,区块链技术在电力系统中的应用也将得到越来越广泛的重视。

一、区块链技术

(1)区块链技术定义。区块链本质定义是指通过去中心化与去信任的方式来对相应数据库实现可靠维护,该实现过程形成的一个技术方案[3]。在该技术方案中,与系统相关的任意节点均将与之相关联的信息采用加密算法加密成一个单独的数据块,同时得到该数据块的Hash来对另外的数据块形成连接,同时系统内的全部节点均对该记录信息进行验证真伪,每个区块的内容都被后续链接的区块来保证原有内容不被改变,系统内的全部对新区块的分配形成统一共识,在此基础上逐渐形成一个去中心化的公开账本[4]。对于该公开账本来说,本质上是一个数据库,从包含数据方面来看,数据库内的信息与内容完成没有被更改的途径,数据储存于记录均呈现较为明显的分布式特征。从技术组成方面来看,区块链属于多种技术的融合产物,不仅涉及到数据读取、存储、加密等,还包括了数据的深度挖掘技术,多技术融合使得区块链具有较为先进的数据记录与表达途径,安全性能非常高。

(2)区块链技术特征。根据区块链的基本原理分析,其主要特征可归纳为四个主要方面:一是具有开放、共识特征,系统内的每一个节点都被允许参与到数据库信息的访问,任何人以及任何设备均能被看做是系统的一个节点,各个节点之间具有共同的共识,通过计算竞争的方式来实现对整个数据库的维护,单个节点的故障失效并不影响其他节点的正常运行。二是去中心化特征明显,基于上述分析,区块链由数量众多节点共同组成,形成端对端的整体数据库网络,并不依靠中心化设备以及核心维护机构,各个节点之间通过数字签名来实现数据的共享与交换,数据交换与共享时刻保证了真实性,不需要构建传统的信任网络。三是具有透明与匿名的双重特征,系统的运行规则以及数据信息实现公开透明,每笔交易对所有节点可见,同时由于去信任化特征,使得节点之间无需公开个体信息,实现了匿名交易。四是可追溯性强,单个节点的数据改变无法改变其他节点数据,由于相关的节点交易通过加密同相连两个区块串联链接,保证了交易的回溯性[5]。

二、电力辅助服务区块链关键技术应用

(一)辅助服务领域需求分析

电力市场中涉及到的电力交易等具体工作,组成了电力辅助服务领域的主要内容。由于我国电力市场的规模以及分布范围相对欧美等其他发达国家来说,差异性较大,保证电力市场的统一规则与运行监管相对较为困难[6]。在交易主体之间信任难以建立的前提下,采用区块链技术,实现无中心化的共识方案,可为辅助市场交易提供较为便捷的途径,实现效率与规则的水平提升最大化,同时保证了辅助服务市场中不同能源主体以及能量流、信息流、资金流的可信任管理。

(二)电力交易区块链应用

在电力交易工作中,互联共识记账机制以及智能合约机制形成了区块链应用的主要内容,其中互联共识记账机制主要针对用户资产认证、登记与注册,协同购售交易、资金补贴以及相关罚款,形成服务市场的总体账本。所有参与电力辅助服务交易的实体均通过区块链授权进行统一管理,随着用电信息系统以及大数据平台建设工作逐步开展,能源交易中的信用将作为一种虚拟化资源,通过信息通信技术连接和管理。任何电力用户通过注册机制,均可以参与区块链的运算。针对智能合约机制,在开展交易物所有权转让行为时,通过预置控制策略来完成,有效避免可能形成的相关争议,降低了管理成本。

(三)密钥安全应用

尽管区块链技术的去中心化特征,但在实际电力市场环境中,必须要在政府、电力监管部门共同监督情况下实现相应的电力交易,在应用区块链技术时,针对每次电力交易,需要对参与实体进行数字签名授权,并形成较强保密性的交易时间链条。一般应用时,为保证系统的安全性,将资产、账单等参与实体个体数据信息进行分割,在多个独立区块上分别进行编码,通过数据的量子级别管理实现相关逻辑的执行过程。

三、面临挑战

一般情况下,电力区块链业务功能可分为通信网络层、信息管理层、业务逻辑层以及业务应用层四个层面,在实际区块链技术的构建过程中,与电力市场中现有的运行协议兼容性、交易信息的快速处理以及系统资源的耗费处理等方面,均有着大量的分析工作,同时如何充分发挥传统监管者如政府、电力监管部门的作用,也是在应用区块链技术保障电力交易等辅助服务高效运行时需要重点考虑的问题之一[7]。

四、结语

区块链技术使得能源互联网应用领域得到了新技术的支撑,在电力辅助服务应用方面,基于区块链技术的四个主题特征,充分结合电力市场的需求响应分析,做好体系建设,强化监管效率,实现辅助领域的高效运转,具有十分重要的意义。

摘要:针对区块链技术的基本原理与特征,结合电力辅助服务领域的需求响应分析,对相电力交易以及密钥管理等具体应用进行了研究,分析了区块链技术深层次应用面临的挑战。

关键词:区块链,需求响应,电力辅助服务,应用分析

参考文献

[1] 任哲,胡伟洁.区块链技术与支付体系变革[J].中国金融,2016(14):90-91.

[2] 田世明,栾文鹏,张东霞,等.能源互联网技术形态与关键技术[J].中国电机工程学报,2015,35(14):3482-3494.

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