专利分享｜一种基于区块链智能合约技术的分布式电能交易方法

摘要：本发明属于智能电网技术领域，尤其涉及一种基于区块链智能合约技术的分布式电能交易方法，包括：步骤1：建立DHT网络并通过智能电表上传记录网络内各个售电者的历史发电信息;步骤2：购电者将购电合约发送给DHT网络审核通过后向区块链中各个节点广播购电合约;步骤3：申请加入购电合约的售电者向DHT网络发出申请;步骤4：DHT网络根据历史发电信息来匹配售电者并完成购电合约的制定，新形成的购电合约经所有用户节点验证确认合法后被部署到区块链中。实现基于区块链的轻量级计算，合理匹配供求关系，减低了智能合约违约率;区块链公开透明、不可篡改的特性在保证安全的前提下实现了经济、高效、绿色、去中心化的电力交易。

申请人：华北电力大学

发明人：关志涛; 陆鑫; 徐茹枝

技术领域

本发明属于智能电网技术领域，尤其涉及一种基于区块链智能合约技术的分布式电能交易方法

背景技术

能源是我们生产生活的基础，为了应对能源危机，可再生能源越来越受到关注。但是可再生能源的分散性使得传统电网的中心化模式存在成本高、效率低、数据安全性无法保证等弊端，难以满足当前形势要求。分布式的电力交易模型有效解决了这个难题，实现了低成本、高效能、环保绿色的电力能源网络。

区块链技术通过共识算法解决了去中心化网络中节点之间的信任问题，它公开透明、不可篡改的特性为分布式电能交易提供一个安全可信的技术平台;智能合约是在满足条件时计算机自动执行的代码段，它的出现使区块链电力交易平台更加智能化;DHT(分布式哈希表)技术快速收敛的特性实现文件快速、高效存储和查找;布隆过滤器可快速判断提交文件是否存在，通过我们的改进进一步提高了数据查找效率，增强安全性。

本方案采用分布式轻计算技术平台，实现低成本、高效能的绿色电能交易网络。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于区块链智能合约技术的分布式电能交易方法，包括：

步骤1：建立DHT网络并通过智能电表上传记录网络内各个售电者的历史发电信息;

步骤2：购电者将购电合约发送给DHT网络审核通过后向区块链中各个节点广播购电合约;

步骤3：申请加入购电合约的售电者向DHT网络发出申请;

步骤4：DHT网络根据历史发电信息来匹配售电者并完成购电合约的制定，新形成的购电合约经所有用户节点验证确认合法后被部署到区块链中。

所述历史发电信息包括发电量、时间、速度。

所述历史发电信息经过哈希函数产生一个哈希值来作为此信息文件的假名k，然后由售电者进行签名，并经过布隆过滤器记录k，最终上传至DHT网络存储。

所述DHT网络将收到的购电者购电合约分成n份后，通过私钥签名后向区块链网络节点进行广播，并对收到的售电者的申请根据其历史发电信息对其进行履约能力审核、筛选，并按申请时间戳先后顺序进行排列，当符合要求的申请达到n后，购电合约制定完成。

所述DHT网络在收到的售电者的申请后在历史发电信息中将需要查找的文件名通过布隆过滤器，并将返回值进行异或运算，若计算结果为空，直接拒绝;若不为空，则得到文件存储指针位置。

本发明的有益效果在于：

通过分布式哈希表(DHT)和布隆过滤器的结合，实现基于区块链的轻量级计算，合理匹配供求关系，减低了智能合约违约率。区块链公开透明、不可篡改的特性在保证安全的前提下实现了经济、高效、绿色、去中心化的电力交易。

通过对历史发电信息的分析降低了售电方因自身发电能力不足而违约，购电方无法满足电能需求的概率，合理匹配供求关系，双方利益同时达到最大化，实现共赢。

交易主体可以是小区住户、工厂等能源互联网中各种单位个体，每个个体将会以假名的形式在区块链网络中参与交易。布隆过滤器不仅可以过滤掉不在此系统中的申请者，而且在通过过滤器的同时直接提取所要查找文件在DHT中的位置(k);DHT轻计算、快速收敛的特点实现了文件高效、快速的查找;购电者为了降低风险，将自己的购电需求分为N份，将N作为所需合约方数量的阈值，在所有申请者中筛选符合要求的售电方;在区块链部署智能合约，保证信息的真实可靠，并可按照合约内容自动执行。

发明专利要点简析：

1 .一种基于区块链智能合约技术的分布式电能交易方法，其特征在于，包括：

步骤1：建立DHT网络并通过智能电表上传记录网络内各个售电者的历史发电信息;

步骤2：购电者将购电合约发送给DHT网络审核通过后向区块链中各个节点广播购电合约;

步骤3：申请加入购电合约的售电者向DHT网络发出申请;

步骤4：DHT网络根据历史发电信息来匹配售电者并完成购电合约的制定，新形成的购电合约经所有用户节点验证确认合法后被部署到区块链中。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述历史发电信息包括发电量、时间、速度。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述历史发电信息经过哈希函数产生一个哈希值来作为此信息文件的假名k，然后由售电者进行签名，并经过布隆过滤器记录k，最终上传至DHT网络存储。

4.根据权利要求1～3任一所述方法，其特征在于，所述DHT网络将收到的购电者购电合约分成n份后，通过私钥签名后向区块链网络节点进行广播，并对收到的售电者的申请根据其历史发电信息对其进行履约能力审核、筛选，并按申请时间戳先后顺序进行排列，当符合要求的申请达到n后，购电合约制定完成。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述DHT网络在收到的售电者的申请后在历史发电信息中将需要查找的文件名通过布隆过滤器，并将返回值进行异或运算，若计算结果为空，直接拒绝;若不为空，则得到文件存储指针位置。

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