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基于以太坊智能合约模型分析能源产业能源交易问题
 
 
 
 
 
   
 
 
 
摘要:现阶段,我国能源行业发展迅速,需要更多的电力资源进行支撑,但是电力资源交易方法却存在很多问题:交per ledger fabric)等。
区块链模型的出现使传统的互联网格局发生了变化,其核心为去中心化,能够促进交易的高效运行。作为一种新时代数据库技术,区块链因其安全、透明等特质与当代能源互联网的发展理念相符,在未来电力行业发展中具有广泛的应用潜力。
区块链模型可简单分为五个层面:
(1)应用层:不仅局限于数字代币,还可提供面向不同平台不同行业的应用接口。
(2)激励层:不再仅限于获得电子代币,而是帮助企业、行业降低成本、提高效率,或者是通过智能合约获得数字资产。
(3)共识层:放弃了单纯耗能的POW(Proof of Work)机制,共识可以建立在科学计算、投票、股权等更加智能、高效的共识机制之上。
(4)网络层:不再需要所有的节点都分担全部区块链的存储任务,采用P2P(Peer-to-Peer)和中心拓扑相结合的网络架构,由数字签名、加密技术提供中心数据库中区块链数据的完备性和不可篡改性[1]。
(5)数据层:不仅局限于对数字代币交易账单的记录,可以记录智能合约执行过程中更复杂的数据信息。
该模型根据区域能源交易流程制定智能合约代码,使用 Ethereum 和 Hyperledger Fabric 建立网络节点,使用各个节点代替能源交易双方,余额和等电量的价值在各个节点转移,完成能源交易,并通过仿真实验验证该方法的可行性[2]。


模拟一个区域,该区域具有太阳能发电网、风力发电等基础能源设施,区域内消费者在满足自身能源需求后,将多余电量和其他消费者在区块链上达成交易,实现电力能源区域内消纳,提高电力能源利用。
基于智能合约的区域能源交易执行分为如下几步:
1)区域用户注册区块链个人账户,得到一对公私钥,分别为账户地址和开启账户的密钥
2)参与者有权制定能源交易合约,设置交易具体内容、执行时间、智能合约触发条件,交易者分别使用签名密钥,确保生成合约有效性。
3)经过交易双方确认后,合约在区块链中进行传播并存储,交易节点在客户端接口处调用智能合约。当交易开始后,能源消费者发送请求,启动块链执行合约,经交易相关节点验证后达成一致,智能合约宣告完成。

(1)本文将使用Quorum基于raft机制搭建联盟链,我们假设区域联盟链上有七个节点,分别为电力生产者和消费者抽象而来。
运行下面的命令来搭建全部7个节点:
git clone - cd quorum-examples
QUORUM_CONSENSUS=raft docker-compose up -d
一般情况中,Quorum网络使用Tessera交易管理器以及Istanbul BTF共同搭建。本文设置QUORUM_CONSENSUS=raft为环境变量,以此启动7个节点的后台运行。
(2)以太坊为平台的智能合约模块