[发明专利]基于区块链计算的碳配额集成平台

说明书

本发明是供电体系中的能耗感知与节能计算的区块链共识网络，用于各类零散用户的节能分析与碳指标换算。在用户的电力进线端安装感知节点，同一建筑或小区的用户，通过感知节点组成子链，各子链互相关联，形成市域范围的电力区块链。子链的各节点定时采集用户的用电数据，互相记账并进行数据比对计算，归纳出能耗基准，通过用户与该基准的偏离值，计算节能行为产生的碳指标，并完成配额汇总，参与碳排放市场交易，产生基于现金流的碳数字币。本发明能够建立各类主体的能耗基准，完成碳指标的全民普惠，充分动员各类主体参与碳中和事业，是创新性的碳配额生成与共享的技术平台。

(一)技术领域

本发明是供电体系中的能耗感知与节能计算的区块链共识网络，用于各类零散用户的节能分析与碳指标换算，进而把零碎的碳指标集合成整体，参与国家碳配额市场的交易。本发明在用户的电力进线端安装感知节点，与用户的WIFI网络建立无线连接。感知节点的地理位置已知，同一建筑或小区的感知节点自动组成子链，子链中的每个节点互相记录用电数据，同时做计算比对。每个子链中，至少有一个节点设定为初始节点，用于汇总该子链的用电数据，并参与子链间的互相记账，形成区块链的公链。本发明是区块链技术与分布式计算的高度融合，区块链用于长期的大数据比对，归纳出各类用户的能耗均值，分析节能行为，计算出各种行为所产生的碳指标，建立泛在的碳排放折算体系。

(二)背景技术

2021年6月，全国碳排放市场启动交易，发电成为首个纳入碳市场的行业，重点排放单位超过2000 家，首批企业的碳排放量超过40亿吨二氧化碳，是实现碳中和目标的重要一步。上述市场以大型电厂和加工企业为主，并未纳入众多的中小企业与办公用户，无法核算零散的节能行为所产生的碳指标，不能动员全民参与节能减排，建立惠及各类主体的统一市场。

碳市场要纳入广泛分布的零散用户，核心问题是建立各类主体的能耗基准，各类用户按类型分门别类，每个类别均包含照明、空调及用电器，都应该有每日的用电均值。高于或低于均值，可以换算出对应的排放量，节约的电力能够折算成可交易的碳指标。要确定能耗基准，需要对一定数量的样本进行长期测量与对比，区块链所代表的分布式数据库，具备这样的技术特征。区块链是多个记录数据的节点连接起来组成的链条，账本分布在每个节点中，每个节点都要记录链中其他节点的数据，数据比对非常便捷，从而使得确定同类用户的基准线成为可能。

注意到上述问题，本发明提出一种以能耗感知为基础的数据记录与分析的区块链平台，感知节点以地理位置一致为原则，同一建筑或小区的节点组成一个子链。每个节点安装在电力进线端，通过电压/电流互感器，定时采集用电数据，并通过用户的WIFI网络连接手机或电脑，写入采集的数据。同时，手机或电脑以无线或有线方式连接服务器，同步上传数据，其他节点从服务器读取数据，实现各节点间的相互记账，形成分布式数据库，进而完成大数据的比对与分析。本发明把广泛分布的零散用户集成起来，建立泛在的碳指标折算体系，极大提高能源系统的智能管理水平。

(三)发明内容

区块链中，每个区块代表一个节点，记载着权属、时间、数据等信息，数据记录在每个节点中，且每次记录都要标记时间戳，由此可见，区块链是一种能够做大数据比对的数据库，每个节点都计算并分析其他节点的数据特征，从大量样本中找到共性，归纳出运行规律。多节点的分布计算，保证了数据特征的一致性，个别节点的计算错误不会影响总体结论。

区块链计算的技术特点，与电力供应网络的大数据分析结合，完成对全体用户的能耗特征归类，能够实现零散用户的碳指标核算。电力供应网络都是地区性的，理论上说，同一建筑或小区由共同的配电房供电，且功能近似，使用类似的照明、空调及用电器，其单位面积的能耗应该有一个平均值。某用户能耗高于平均值，说明增加了用电器或用电时间，不能产生碳指标；低于平均值，说明用户的节能行为带来电力节约，可以折算成碳指标。根据建筑类型与用户属性，建立各类主体的能耗基准，进而核算节能行为产生的碳指标，集成为整体的碳配额，是本发明的开拓性创新。