【摘要】近些年伴随着社会化的生产活动对于电力资源的应用需求不断扩大与提升，电力交易的活动范围也在不断的扩展。区块链属于一种基于比特币技术为基础，带有公开、透明以及中心化的发展技术模式，当前为了更好的全面推动电力交易系统保持稳定、安全发展，控制电力市场参与主体之间的信任问题显得非常重要，此时便可以基于区块链技术方式构建电力市场交易系统，从而为电力市场的持续稳定发展提供保障。本文简要分析基于区块链的电力市场交易系统设计与实现，希望能够为相关工作者提供帮助。

【关键词】电力市场；区块链；交易系统；设计与实现

0.引言

数字货币的持续发展让人们发现并高度重视区块链技术，在2019年时中央开展了第十八次集体学习，并且再次强调了关于区块链技术集成应用于新技术革命与产业变革的重要性作用，这也为区块链技术的发展提供了更多的支持。目前如何基于区块链技术应用在电力市场交易方面已经成为了学术界、工业界的重要研究任务。从目前的研究成果来看，区块链技术在电力交易市场中的应用仍然处于初步发展阶段，现有研究大多数围绕电动汽车、虚拟电厂、微电网等小规模的应用场景，仍然缺乏基于电力市场交易实际的针对性区块链技术适用性研究，更不用提建设性的交易实施方案。对此，探讨基于区块链的电力市场交易系统设计与实现具备显著实践性研究价值。

1.区块链和电力交易结合的适用性

区块链技术属于一种加密算法与共识机制等技术结合形成的去中心化基础架构和分布式的计算模式，其属于全新的去中心化基础架构，计算范围的创新性和独特性比较明显。区块链借助密码学的相关知识、智能合约、共识算法以及区块链式结构等技术进行结合，可以达到可追溯、透明化的发展特征。去中心化则是区块链重要技术，可以通过中心节点形成不同节点之间的信任关系，借助数字化的方式可以在不同节点形成数据备份，从而全面提高数据储存的效率。区块链系统可以在运行期间基于不同数据和规则在节点当中形成有效查询，整个系统信息的透明度比较高，同时曲库阿联系统的认可度也相对较高[1]。区块链借助链式结构能够显著提升整体认可度。区块链借助链式结构可以实现度比较远信息时间的准确标记，可以记录信息对应顺序，并实时传递路径借助完整的链式结构进行编辑哦与跟踪，保障交易信息不会被篡改以及信息记录完整。

集中式架构所存在的难点问题实际上是区块链技术引入所形成的提升与改进，整体而言可以基于区块链技术构建电力市场交易系统，其技术优势在于：1、区块链技术可以有效解决当前电力交易相关的技术问题，目前区块链技术的应用已经在数字货币的金融交易中有着广泛的经验，基于电动汽车充电、配网交易的电力市场交易场景均有区块链解决方案，结合电力市场交易实际，基于电力交易共识机制等关键性技术，可以明确看出区块链技术的条件已经比较成熟，可用于市场交易问题的分析与解决中[2]；2、区块链技术可以有效解决集中式架构之下电力交易体系所涉及的信息开放与数据安全性等问题，按照区块链技术的结合扫可以基于集中式的架构差异，区块链技术可以实现对市场教育参与者的有效开放，市场交易的结果可以通过区块链的不同节点，明确市场成员按照公示机制进行构建，基于数据加密技术方案可以保障结果无法篡改与数据信息的安全性，这也是解决目前市场交易所面临黑匣子的有效方案。属于解决市场面临信息黑匣子的一种有效方案；3、区块链设计理念能够满足电力市场改革发展的基本方向，同时也可以支撑市场深化改革发展的基本需求。随着近些年现货市场的交易模式不断发展以及市场规模不断扩大，区块链技术所具备的技术优势越发突出和明显，这也是满足市场改革发展方向的直接体现。

2.基于区块链的市场交易设计

2.1交易应用设计

电力市场交易所涉及的市场主体主要涉及参与市场交易的发用电企业，其中也包含了市场组织任务的电力交易中心与调度中心，为了更好的满足市场运行与监管管理工作需求，还需要满足政府主管部门的相关监管要求[3]。按照市场组织的实际需求，提出的电力市场应用框架应当包含区块链平台之下的火电厂、新能源电厂、水电厂、监管机构、运营机构、电力用户，其中参与电力市场交易的主体应当准备身份信息与公私钥，身份信息主要是用于发用电主体法人信息与市场注册、准入信息的展现，因为市场运营机构需要负责对区块链市场主体身份信息的准确炎症，从而保障无非法入侵行为的发生。

对于配对的公私钥则是对每个市场主体交易期间的身份验证与安全性保障，在每一次交易期间公钥会将市场主体发布信息进行同步发送，其他市场主体则可以按照公钥明确信息发布的来源，从而判断信息的可靠性。私钥则是基于每一个市场主体所在的节点储存与管理相关数据，并应用密码学加密方式保障其他的参与者无法窥探信息，确保信息数据的安全性。

2.2实施流程

和其他数字货币交易相比，电力市场交易采用区块链技术主要是应用在无法篡改、可查询过程的分布式账本功能，虽然电力市场的交易规模相对较多，但是整体而言可以划分为提出交易需求、申报交易、开具交易清单、明确交易结果并执行[4]。在发布交易工号方面，电力市场运营机构可以按照市场交易的基本规则，基于年、月间隔与月内、日前等市场交易起始阶段发布交易公告。在发布期间市场运营结构可以基于私钥加密结合哈希算法形成交易公告信息，并将相关信息发布到整个区块链网络当中。对于用电市场的主体在接收到相关信息后再次确认，如果确认接收到交易公告信息满足市场交易要求，则完成发布任务，并转入交易申报环节。在交易申报方面，在发布交易公告期间需要先明确交易成员的参与权利和市场交易申报，市场成员申报交易期间类似的市场运营机构发布教育公告，其带有私钥加密申报信息预区块链网络中，并基于市场成员验算其是否满足交易需求。在市场出清方面，市场运营机构可以按照有效的申报信息，基于市场交易的规则开展交易出清，并基于市场成员进行验证，从而提高是市场交易的信息透明度，解决交易信息壁垒等相关问题。

2.3区块链内容

区块链传输数据的本质是基于通信报文的形式在电力调度数据基于网络进行传输，所以可以应用可扩展的标识语言作为区块链相关内容，借助通用性较高的标记语言，广泛的应用在万维网进行数据传输，其带有清晰度较高以及技术成熟的优势。在市场运营机构发布某小时交易公告时，可以基于XML语言阐述交易公告的相关信息，采用XML语言表示交易公告，其内容主要涉及交易公告序号、XML语言格式语句、明确交易电量、交易价格以及交易时段三个重点信息，可以明确XML不仅带有间接且规范的语言特征，同时语义明确容易进行检查和校对。

3.基于区块链的电力市场交易系统设计与实现

3.1系统架构设计

按照面向电力交易的区块链技术，本文简要分析区块链技术的电力市场交易系统架构，在区块链系统基础上将系统平台划分为适配、服务、应用三层。适配层主要的功能在于接口协议适配、数据访问适配两个方面，接口协议适配主要是将区块链系统集成到服务中间件框架方面，从而满足不同区块链系统使用通信访问协议，应用区块链系统通信，提供区块链系统协议适配器，达到原生SDK、API交互通信[5]。数据访问协议的适配能够实现对不同类型数据库的访问，能够支撑主流关系数据库、非关系数据库以及内存数据库等相关信息，能够为使用者根据自身需求构建数据库或使用云服务数据库。与此同时，还能够提供中间件数据库的读写操作功能，其具备数据解析并构建标准化数据展示的功能。服务层的重点功能包含但是不限于为适配层提供数据解析、转换与加工，可以形成标准化的结构数据。能够处理分布式环境之下的数据传输相关问题，对于频繁数据请求能够提供快速访问支持，从而实现对数据的缓存。在定义中间件和多个接入的应用系统之间的关联关系，能够促使数据转流期间不同环节的数据保持一致性与完整性，并且还能够提供同步性、异步性、实时或非实时等不同方式，最终输出通用并且满足标准规范的功能接口。应用层则是基于区块链和市场主体之间的信息交互操作需求，可以为用户提供良好的交互操作界面。

3.2系统开发

在系统设计的基础上本文简要分析关于按照区块链技术的市场交易平台，可以在电力交易系统中得到有效的应用。在交易公告发布期间，可以将交易公告的相关信息传输上链，上链后的交易公告信息主要涉及交易规模、交易申报时间与段数以及交易申报的最小比例等相关信息，以便于后续进行回溯判断。对于用户而言，可以基于交易系统页面填写申报的电价与电量，在发送到后端入库之后，可以调用上链的相关程序[6]。在上链之前可以先获得市场主体的身份信息，以便于获得身份认证信息并进行发放。在数据上链操作期间，数据上链开始之前应当先基于上次业务的业务号。基于可信存证模块MA构建业务中间层，其属于业务系统安全、可靠、可信的分布式账本技术支撑性平台，按照这一系统的应用，企业不仅可以关注自身业务创新内容，还可以决策构建擅长的业务需求，从而规避无法理解技术概念和异常复杂的系统安装部署和调整优化等内容。在可信数据存证服务方面，可以基于指纹存证服务、数据存证服务以及文档存证服务，其中指纹存证服务模式主要是基于电子数据基于哈希运算生成数字指纹，基于用户的私钥以数字签名后，储存在不可篡改与不可抵赖的可信区块链数据系统当中。数据存整服务本身的业务系统重点数据可以借助API接口进行同步性的储存。查询引擎的功能与职责则是基于多属性条件下的快速查询，文档存证服务则是基于文档、图像、音频、视频以及邮件等重要的资产文档数据[7]。MA和IPFS的结合形成整体解决方案，可以直接将源文件采用可信储存处理。

对于图片、文件、音视频以及交易信息、身份信息、日志数据等可以借助电子数据以哈希运算后，生成固定长度源数据的唯一特征数据，其属于源数据的数字指纹。其无法借助数字指纹反向推算出原数据的相关内容，在原数据出现任何改变的情况下，重新生成的数字指纹和原本指纹有较大的差异。针对类似文档、图像、音视频、日志与邮件的业务系统重要文件、文献以及资料，一方面可以将实体文件储存并分布在文件系统当中，例如IPFS，另一方面可以将文档的数字指纹储存在区块链数据平台当中[8]。针对结构化的数据，可以基于区块链数据平台进行处理，定义数据模型、监管、服务接口以及基础标准，并将这一些而机构化的数据储存在区块链网络系统当中。与此同时，还应当考虑其他业务场景的使用需求，例如基于区块链数据平台为多用户提供权限控制与数据隔离处理，允许单个用户名之下构建多数据集定义，可以按照业务要求自由的定义结构化数据及相关属性，并基于业务系统所需要的数据更新和取消操作，允许多属性条件之下的数据查询与命中管理。对于区块链数据功能，在电力交易区块链模拟系统当中，能够实现对流程中相关区块信息的碎石查询查看。

3.总结

为了更好地推动区块链技术在电力交易市场方面的应用全面，区块链技术在电力市场交易方面有着较高的适用性，本文主要分析了关于区块链技术在电力交易方法和系统架构方面的应用。整体来看，区块链可以满足电力交易领域方面的相关技术要求，可以有效解决市场交易期间的信息壁垒、交易透明化等问题，对于电力交易规范化水平有着明显的推动作用，可以作为电力市场领域的全新发展方向，有着较高的市场研究价值。

【参考文献】

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[5]张显，冯景丽，常新，王栋，嵇士杰，谢开.基于区块链技术的绿色电力交易系统设计及应用[J].电力系统自动化，2022，46（09）：1-10.

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[8]施泉生，黄晓辉，胡伟，郝一旭，张小彪.基于区块链的改进智能合约电力交易模型[J].电力工程技术，2022，41（01）：11-18.