[发明专利]一种基于分布式数据库支撑的配电网电能分布式交易模型

说明书

本发明公开了一种基于分布式数据库支撑的配电网电能分布式交易模型，购售电双方通过分布式数据库网络发送购售电信息，由电能交易谈判市场链码模型完成交易电量和交易价格的协商谈判，形成临时合同；网络安全约束链码模型对临时合同线路潮流和节点电压进行安全校核；链上‑链下模型将通过安全校核的临时合同确定为最终合同，执行交易。本发明允许市场主体去中心地参与电力市场并对交易电量和交易价格进行协商，能有效降低市场主体的购电成本，增加市场主体的售电收益。能有效判断线路潮流阻塞和节点电压偏移情况，有助于配电网安全运行。构建的分布式数据库扩容架构能在保障分布式数据库计算能力的同时确保所有历史数据存储的安全和可追溯。

技术领域

本发明属于配电网电能交易技术领域，具体涉及一种基于分布式数据库支撑的配电网电能分布式交易模型。

背景技术

随着我国能源市场的深化改革，进一步推进能源分布式交易、建立自由竞争、公开透明的市场，越来越多的市场主体参与到能源交易市场给传统中心化交易模式带来如下问题：1)交易中心需要对交易数据和交易过程进行维护管理，提高了运行成本；2)交易中心与交易者之间存在信任问题；3)中心化的数据库提高了交易数据被篡改的风险，直接威胁交易数据的安全和交易方的利益。

区块链作为一种分布式、去中心化的网络数据库系统，为解决此问题提供了有效途径。其借助非对称加密、默克树等技术保证数据的安全性与透明性，在能源交易领域得到了广泛的研究。例如在虚拟电厂基于分布式数据库进行虚拟电力资源交易，在微电网中引入与分布式数据库技术配套的市场交易机制实现购售电双方电量和价格的匹配。随着交易范围扩大，市场主体会发生跨配电网节点交易。电能的交易与其它商品的交易不同，仅把电能交易当成普通商品交换，主动忽略网络的运行约束，在实际应用中缺乏可行性。现有相关研究或是未计及网络安全约束，或是仅计及了线路潮流阻塞约束，缺乏对网络节点电压偏移问题的考虑。同时，传统集中化交易模式下的网络约束方法由于计算迭代次数过多，算力资源消耗巨大，对本地服务器的要求较高，很难在去中心化的低成本网络中实现。所以，研究适用于去中心化交易的网络约束方法具有重要意义。

随着分布式交易规模的增大，参与交易的市场主体数量增加，尤其是计及复杂的网络物理约束时，分布式数据库有限的计算能力及响应速度会使得交易吞吐量降低，限制交易速度。现有部分研究通过闪电网络将分布式数据库的链上分布式交易与链下集中调度相结合，在一定程度上增加了分布式数据库的算力，但链下交易过程未存储至分布式数据库中，在一定程度上影响信息的安全性和可追溯性。因此，有必要综合考虑分布式数据库技术的交易效率、安全性和可追溯性对分布式数据库框架进行改进。

综上，提出了一种基于分布式数据库支撑的配电网电能分布式交易模型。首先构建一个适应于电能参与分布式交易的电能交易谈判市场链码模型，以保障参与用户的利益。其次，为实现配电网的安全运行，基于功率传输分布因子和电压灵敏度因子提出适用于链码的网络安全约束方法。最后，针对该交易模型改进分布式数据库的扩容架构，在保障分布式数据库计算能力的同时确保所有历史数据存储的安全和可追溯。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于分布式数据库支撑的配电网电能分布式交易链码，用于解决上述现有技术中存在的技术问题之一，如：在现有技术中，电能的交易与其它商品的交易不同，仅把电能交易当成普通商品交换，主动忽略网络的运行约束，在实际应用中缺乏可行性；传统集中化交易模式下的网络约束方法由于计算迭代次数过多，算力资源消耗巨大，对本地服务器的要求较高，很难在去中心化的低成本网络中实现；现有分布式数据库链上扩容架构无法同时满足保障计算能力、确保历史数据安全和可追溯三个要求。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于分布式数据库支撑的配电网电能分布式交易模型，包括以下步骤：

S1：购售电双方通过分布式数据库网络发送购售电信息，由适应于电能参与分布式交易的电能交易谈判市场链码模型完成交易电量和交易价格的协商谈判，形成临时合同；