本发明专利技术公开了一种基于超级账本的端对端电能交易系统和方法，涉及电力系统及其自动化领域，基于超级账本构建面端对端向电能交易的联盟链，仅针对于特定的运营机构及组织开放，用户隐私保护性较好。有效衔接了用户SCADA系统及用户终端智能电表，可实时采集用户终端物理设备信息，并向外输出端对端电力交易信号，有助于辅助终端用户进行交易操作，降低了用户电能交易的准入门槛，可实现完全去中心化的平台交易，且采用容错性较好、性能效率较高、资源消耗较低的PBFT共识算法，电能交易及结算环节需要各个节点达成交易共识并进一步验证，有效保障了交易过程的安全性。保障了交易过程的安全性。保障了交易过程的安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种基于超级账本的端对端电能交易系统和方法
[0001]本专利技术涉及电力系统及其自动化领域，具体涉及一种基于超级账本的端对端电能交易系统和方法。
技术介绍
[0002]2016年初，《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》发布，能源互联网成为未来能源系统发展的趋势。能源互联网作为能源系统、信息物理系统和多市场融合的应用平台，通过探索电力系统在发、输、配、送等多环节下的新兴形态及多市场主体在能源市场的新型商业模式，以实现设备的智能化、信息的透明化、系统结构的扁平化、及能源市场的开放化。
[0003]然而，现阶段电力系统能源交易皆采用中心化的平台结构，传统中心化的电能交易平台存在运行成本高、用户隐私难以保障、效率较低下等系列问题。且市场主体在电力交易过程中利益诉求各异，对电力交易中的交易地位提出了更高要求，强调交易价格的公平性、交易过程的安全性及数据信息的隐私性，集中式的交易机制及价格机制无法尊重用户的自主选择权。区块链技术作为强大的改革动力，其所具有的难以篡改，溯源便捷、加密通信等优势，可有效革新传统电力系统集中式的运营模式，为去中心化的能源交易及全新的商业模式提供了一种全新的解决思路。现有面向电能交易区块链的研究大都聚焦于在开源平台之上开发分布式应用，但是电能交易场景和传统区块链平台所针对的金融场景有所不同，区块链系统需无缝衔接用户终端的物理信息系统及交易功能模块的人机交互界面，以实现电力交易的协商、挂单、审核及结算，现阶段面向端对端交易的区块链的应用体系架构尚不明确，且缺乏良好的人机交互交易平台，亟需深化研究。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于超级账本的端对端电能交易系统，包括以下内容：
[0005]区块链Web应用客户端层、区块链交易系统物理层、区块链交易系统智能合约层、CouchDB、交易平台、NodeSDK、区块链系统、授权认证根节点CA；
[0006]所述区块链系统内搭载有排序服务模块和智能合约模块，所述排序服务模块用于将交易信息进行打包排序，所述智能合约模块用于为交易提供通道；
[0007]所述区块链Web应用客户端层用于为用户提供电能交易的人机交互接口，所述区块链Web应用客户端层中包含多个Web端应用接口，所述Web端应用接口用于实现用户注册、用户管理、交易记录查询、交易买单和交易挂单的功能；
[0008]所述区块链交易系统物理层包括SCADA系统、用户终端智能电表，所述用户终端智能电表基于Modbus协议与所述SCADA系统进行数据传输，所述区块链交易系统智能合约层基于TCP/IP协议与所述SCADA系统进行数据传输；
[0009]所述区块链交易系统智能合约层包括有容器Docker、Socket接口和智能合约功能
调用接口，所述容器Docker用于为区块链系统的建立提供虚拟沙盒，所述区块链交易系统智能合约层通过所述Socket接口与所述区块链Web应用客户端层进行数据传输，所述智能合约功能调用接口用于执行交易；
[0010]所述CouchDB用于分布式存储用户节点中的交易买单信息和交易挂单信息；
[0011]所述交易平台包括Web前端和Web后台，所述Web前端用于将交易挂单信息传输到Web后台，所述Web后台用于通过Socket接口调用NodeSDK；
[0012]所述NodeSDK为超级账本的开发工具，内部封装有区块链交易系统智能合约层的远程调用模型，用于实现区块链交易系统智能合约层内智能合约功能调用接口的调用；
[0013]所述授权认证根节点CA用于为用户节点颁发数字证书及公私玥。
[0014]优选的，还包括区块链交易认证模块，所述区块链交易认证模块用于验证交易信息的合法性。
[0015]优选的，还包括校验模块，所述校验模块封装在智能合约模块上。
[0016]优选的，还包括区块链交易信息查询API，所述区块链交易信息查询API用于查询交易挂单信息和交易买单信息。
[0017]一种基于超级账本的端对端电能交易方法，包括以下步骤：
[0018]S1：基于Hyperledger的超级账本技术建设区块链系统，授权认证根节点CA对区块链系统进行初始化，满足准入条件的用户通过区块链Web应用客户端层进行用户节点注册，用户注册为售电用户或购电用户；
[0019]S2：购电用户确定有交易意向的售电用户，发起交易请求，认证模块对售电用户和购电用户进行认证，若认证通过，则进入步骤S4，若认证未通过，则进入步骤S3；
[0020]S3：驳回此次交易请求；
[0021]S4：售电用户和供电用户完成PBFT共识机制下的多节点认证共识后，NodeSDK根据请求信息调用智能合约函数智能合约功能调用接口执行交易，排序服务模块对共识后的交易信息进行打包排序后再广播向其他所有节点，校验模块验证用户节点的交易结果是否有误，若有，则进入步骤S3，若无，则将交易挂单信息写入各用户节点的CouchDB中，并进入步骤S5；
[0022]S5：进行交易交割，售电用户和购电用户进行多重签名确认，基于区块链交易系统智能合约层内置的结算函数完成购电用户向售电用户的交易结算。
[0023]优选的，还包括状态机，所述状态机用于在区块链系统中进行副本复制。
[0024]优选的，还包括区块链节点，所述区块链节点分为区块链主节点和区块链副节点，所述区块链主节点只有一个，通过强制设置或动态选举产生，确定区块链主节点后其他区块链节点均为区块链副节点。
[0025]优选的，所述步骤S4中PBFT共识机制下的多节点认证共识还包括以下步骤：
[0026]S41：设所有的副本组成的集合为N，f是无效副本的最大个数，售电用户或购电用户通过区块链Web应用客户端层向区块链主节点发起交易请求；
[0027]S42：区块链主节点收到交易请求，将预准备消息广播给所有的区块链副节点；
[0028]S43：某一区块链副节点接收到预准备消息后将准备消息发生给其他区块链副节点，所有区块链副节点验证准备消息的有效性后向其他区块链副节点发送确认消息；
[0029]S44：所有区块链副节点将确认消息的接收情况反馈给区块链Web应用客户端层；
[0030]S45：区块链Web应用客户端层对各区块链副节点的接收情况进行验证，判断通过验证的区块链副节点的数量是否大于等于2f+1，若是，则客户端确认完成交易请求，若否，则进入步骤S41。
[0031]本专利技术的有益效果是：
[0032]1、基于超级账本构建面端对端向电能交易的联盟链，仅针对于特定的运营机构及组织开放，用户隐私保护性较好；且联盟区块链将网络节点运行在有限的联盟机构中，区块链交易效率较高、延迟较低。
[0033]2、有效衔接了用户SCADA系统及用户终端智能电表，可实时采集用户终端物理设备信息，并向外输出端对端电力交易信号，有助于辅助终端用户进行交易操作，降低了用户电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于超级账本的端对端电能交易系统，其特征在于，包括以下内容：区块链Web应用客户端层、区块链交易系统物理层、区块链交易系统智能合约层、CouchDB、交易平台、NodeSDK、区块链系统、授权认证根节点CA；所述区块链系统内搭载有排序服务模块和智能合约模块，所述排序服务模块用于将交易信息进行打包排序，所述智能合约模块用于为交易提供通道；所述区块链Web应用客户端层用于为用户提供电能交易的人机交互接口，所述区块链Web应用客户端层中包含多个Web端应用接口，所述Web端应用接口用于实现用户注册、用户管理、交易记录查询、交易买单和交易挂单的功能；所述区块链交易系统物理层包括SCADA系统、用户终端智能电表，所述用户终端智能电表基于Modbus协议与所述SCADA系统进行数据传输，所述区块链交易系统智能合约层基于TCP/IP协议与所述SCADA系统进行数据传输；所述区块链交易系统智能合约层包括有容器Docker、Socket接口和智能合约功能调用接口，所述容器Docker用于为区块链系统的建立提供虚拟沙盒，所述区块链交易系统智能合约层通过所述Socket接口与所述区块链Web应用客户端层进行数据传输，所述智能合约功能调用接口用于执行交易；所述CouchDB用于分布式存储用户节点中的交易买单信息和交易挂单信息；所述交易平台包括Web前端和Web后台，所述Web前端用于将交易挂单信息传输到Web后台，所述Web后台用于通过Socket接口调用NodeSDK；所述NodeSDK为超级账本的开发工具，内部封装有区块链交易系统智能合约层的远程调用模型，用于实现区块链交易系统智能合约层内智能合约功能调用接口的调用；所述授权认证根节点CA用于为用户节点颁发数字证书及公私玥。2.根据权利要求1所述的一种基于超级账本的端对端电能交易系统，其特征在于，还包括区块链交易认证模块，所述区块链交易认证模块用于验证交易信息的合法性。3.根据权利要求2所述的一种基于超级账本的端对端电能交易系统，其特征在于，还包括校验模块，所述校验模块封装在智能合约模块上。4.根据权利要求3所述的一种基于超级账本的端对端电能交易系统，其特征在于，还包括区块链交易信息查询API，所述区块链交易信息查询API用于查询交易挂单信息和交易买单信息。5.一种基于超级账本的端对端电能交易方法，包含权利要求1
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4所述的一种基于超级账本的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘友波，刘继春，张强，刘俊勇，
申请(专利权)人：四川大川云能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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