[发明专利]基于区块链技术和双重拍卖的社区分布式能源交易机制

权利要求书

1.一种基于区块链技术和双重拍卖的社区分布式能源交易机制，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)构建社区能源交易区块链和能源互联网；

(2)社区中的用户通过屋顶太阳能电池板等分布式能源发电；

(3)社区中所有的电力用户通过智能电表设备完成数据的采集，买卖双方制定电力交易合约；

(4)将步骤(3)得出的电力合约交易经历电能用户请求、预准备、准备、提交、应答这五个阶段完成区块共识，并记录于能源区块链；

(5)在双向拍卖机制的基础上，买卖双方制定电力交易智能合约共识的约束条件，通过双向拍卖机制，剩余电能用户首先对所出售电能进行标价并发布到网络中，智能电表对电能进行记录，然后电能需求用户对所购买的电能进行报价，买卖双方通过清算价格的方式进行匹配交易。在通过筛选后，买卖双方执行双向匹配的电力交易智能合约，交易信息记录于区块链中并在网络中发布，买卖双方之间的电能交易通过加密货币进行结算；

(6)完成价值转移，结束交易。

2.根据权利要求1所述的基于区块链技术和双重拍卖的社区分布式能源交易机制，其特征在于，步骤(1)构建智能社区的能源区块链时，能源区块链结合了剩余电能用户和电能需求用户以及储能装置，供需电力用户之间在双向拍卖机制下通过签订智能合约完成电力交易。

3.根据权利要求2所述的基于区块链技术的智能合约和双重拍卖的社区分布式能源系统交易方法，其特征在于，步骤(2)中的剩余电能用户通过屋顶太阳能发电系统等分布式能源产生电能，在满足日常用电之后将多余的电能通过“隔墙售电”的方式出售给电能需求用户，在剩余电力用户没进行电能交易而且用户有电能剩余时，电能剩余用户设备系统(即光伏系统)就会传输的剩余的电能给储能装置，然后储能设备系统会将收集的电能出售给电网，电网会根据智能社区中电能不足用户的需求输送电能，接下来储能设备系统会将出售电能所得的费用一部分用于自身运行维护费用，另外一部分根据剩余电力用户输送的多余电能的比例进行分配。

4.根据权利要求2所述的基于区块链技术和双重拍卖的社区分布式能源交易机制，其特征在于，步骤(3)的电力交易智能合约包括以下方面：智能电表会记录用户的用电量从而完成数据的采集，连入网络，进行数据的分析写入区块链，能源区块链根据不同用户的需求进行匹配，然后完成电力交易合约的签订，每份电力交易合约的区块链存证信息，确保合约唯一性。

5.根据权利要求4所述的基于区块链技术和双重拍卖的社区分布式能源交易机制，其特征在于，步骤(5)中在双向拍卖机制的基础上，买卖双方通过以太币进行有效且安全的电力合约交易，电能需求用户和剩余电能用户进行交易的过程如下：

当电能剩余家庭i以x_i元每度电来销售Yi度电，定义卖方销售的电量总数为N度，买方购买的电量总数为n度。当所有出价高于或等于清算价的消费者、所有出价低于清算价的生产者都可以进行匹配交易，当匹配完成之后，买卖双方则通过智能合约进行交易.

1)求满足Z_u≤N≤Z_u+1的下标u，如果N＝∑Y_i，则有：

x＝αx_u+(1-α)x_u+1(0≤α≤1) (1)

在社区的电力用户能源交易过程中，若电能不足家庭需要K度电并且出价大于或等于x，即买卖双方共有N度电的出价大于或等于x，剩余家庭有(N-K)度电出价大于等于x，又因为剩余家庭需要交易的N度电量，剩余家庭有(N-(N-K)＝K)度电出价小于x，所以出价高于或等于清算价的消费者、所有出价低于清算价的生产者可以进行匹配交易，赢得拍卖。

2)求满足Z_u≤N≤Z_u+1自勺下标Ll，如果N＜∑Y_i，则有：

x＝x_u+1 (2)

所有购买价格高于清算价的电能不足家庭、所有销售价格低于清算价的剩余家庭以及部分价格等于清算价的电能不足家庭和剩余家庭都可以匹配交易。

在社区的电力用户能源交易过程中，所有出价买卖者i的出价等于x，i∈[k₁，k₂]和k₁≤u≤k₂，我们有

在方法一中公式(3)等号成立的情况是(∑Y_i＝N)，在方法2下为N≤∑Y_i.电能不足家庭需要购买K1度电且购买价格大于x，剩余家庭有k2度电出售且价格小于x，电能不足家庭需要k3度电且购买价格大于或等于x，剩余家庭销售k4度电且销售价格小于或等于x，则有公式

剩余家庭售价大于x的电量少于(N-k₁)度，剩余家庭售价小于等于x的电量多于(N-(N-k₁)＝k₁)度电，即k₁≤k₂，所以，所有购买价格大于x的电能不足家庭将赢得拍卖。同理可得，k₂≤k₃，所有售价小于x的剩余家庭将赢得拍卖，而价格等于x的买卖双方中只能有部分交易成功，出价相同者中由交易量最多的获得赢标，这样使得电量的利用率达到最大化。价格等于x的电量中有多少交易成功，比较k₃和k₄，如果k₃≤k₄，则价格等于x的电量中所有电能不足家庭需要购买的电量和部分剩余家庭的需要销售的电量将进行匹配交易；如果k₃＝k₄，则所有出价等于x的物品都将进行匹配交易。