[发明专利]基于能源区块链的私有充电桩安全共享与电动汽车充电优化的系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于能源区块链的私有充电桩安全共享与电动汽车充电优化的系统及方法，系统包括用户注册模块，用户信息采集模块，社交网络模块，用户信任度模块，用户效用模块，联盟匹配博弈模块，能源区块链模块；所述用户注册模块连接用户信息采集模块；所述用户信任度模块连接社交网络模块；所述用户效用模块连接用户信任度模块与用户信息采集模块；所述联盟匹配博弈模块连接用户效用模块；所述能源区块链模块连接联盟匹配博弈模块。方法包括根据用户的社交与推荐信息，建立用户信任度；根据用户效用函数，利用联盟匹配博弈优化用户能源交易策略；通过BLS多签名签署能源交易，然后由共识节点收集、验证网络中的交易并记录在区块链中。

技术领域

本发明属于智能电网技术领域，尤其涉及一种基于能源区块链的私有充电桩安全共享与电动汽车充电优化的系统及方法。

背景技术

智能电网(Smart Grid)是下一代电力系统，它利用先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。电动汽车作为智能电网的重要组成部分，由于电动汽车数量的快速增长与现有公共充电设施的不完善，将现有的私有充电桩共享为电动汽车进行充电，一方面可以提高私有充电桩的利用效率，另一方面提高电动汽车用户的体验质量。

私有充电桩共享系统包括私有充电桩和电动汽车，私有充电桩作为充电服务提供者，它选择部分电动汽车提供充电服务，电动汽车作为充电服务消费方，它选择部分私有充电桩来进行充电。一方面，由于私有充电桩共享及电动汽车充电过程可能会泄露用户的隐私并带来潜在的安全风险，需要设计相应的安全策略来提高系统的安全性。另一方面，为了优化协调电动汽车的充电过程与私有充电桩的资源分配过程，需要设计相应的能源调度与激励策略，激励电动汽车用户和私有充电桩拥有者参与充电及共享过程。区块链技术作为一种新兴的技术，通过使用分布式的账本、加密数字货币以及智能合约，可以实现网络的去中心化并抵御交易篡改、双花、单点失败、模拟攻击、重放攻击等多种攻击，以提高能源交易的安全性。然而由于电动汽车的移动性，以及电动汽车和私有充电桩的资源受限性，需要在私有充电桩共享网络中部署可行的区块链系统，提高区块链中交易签名及区块共识效率的方案。

发明内容

针对现有私有充电桩共享系统中存在的缺陷，为了提高私有充电桩共享和电动汽车充电过程的安全性、高效性，本发明的目的是提供一种基于能源区块链的私有充电桩安全共享与充电优化的系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于能源区块链的私有充电桩安全共享与充电优化的系统，包括用户注册模块，用户信息采集模块，社交网络模块，用户信任度模块，用户效用模块，联盟匹配博弈模块，能源区块链模块；所述用户注册模块连接用户信息采集模块；所述用户信任度模块连接社交网络模块；所述用户效用模块连接用户信任度模块与用户信息采集模块；所述联盟匹配博弈模块连接用户效用模块；所述能源区块链模块连接联盟匹配博弈模块。具体地，根据社交网络中用户之间的社交关系、用户之间的历史交互情况以及用户之间的推荐信息，建立用户之间的信任度，私有充电桩与电动汽车相互选择可信的用户进行交易；根据用户信任度和采集的用户信息建立用户效用函数，采用联盟与匹配博弈对电动汽车和私有充电桩的充电策略进行联合优化，通过能源区块链技术记录分布式能源交易信息并抵御潜在的攻击及隐私泄露风险。

其中用户注册模块，用于节点注册以及身份管理；用户信息采集模块，用于采集用户的电量需求和充电价格等信息；社交网络模块，用于采集网络中用户节点的社交信息；用户信任度模块，用于根据用户间的社交关系、交互情况以及推荐信息，计算用户之间的信任度；用户效用模块，用于根据用户信任度和采集的用户信息，建立用户效用函数模型；联盟匹配博弈模块，用于根据用户的效用函数，得到私有充电桩之间的最优联盟结构，电动汽车的最优充电量需求，和电动汽车与私有充电桩联盟的最优匹配结果；能源区块链模块，用于收集验证网络中的能源交易并组装成区块通过共识机制记录在能源区块链中。