[发明专利]基于量子区块链的多微网碳配额数据处理方法

说明书

本发明公开了基于量子区块链的多微网碳配额数据处理方法，结合量子计算处理海量数据的优势，构建基于量子区块链的微网群碳配额交易架构；利用微网群碳配额分配机制，对微网节点的环保意识因子进行定量计算，实现环保意识因子与微网节点的深度融合；在此基础上，采用合作博弈理论，完成微网群碳配额交易的优化，实现经济因素激励节点参与微网群内部碳配额交易的目的；可以保障多微网节点之间碳配额交易的安全性和高效性，有效提高多微网节点参与碳配额交易的积极性。

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，特别涉及基于量子区块链的多微网碳配额数据处理方法。

背景技术

随着分布式能源技术的发展以及政策层面的有力支持，分布式能源设备(DER)将会得到越来越广泛的应用。微电网作为相对独立的电网结构，可以直接满足用户侧需求，实现清洁能源的高效利用，是响应国家节能减排号召的主力军。因此，现阶段电力体制改革的关键点在于如何最大限度的发挥微网群体的环保效益。

区块链是一种将密码学算法、分布式数据存储、点对点传输、共识机制和智能合约等新型计算机技术进行深度应用，从而实现去中心化、不可篡改、公开透明等特性的分布式数据库，与微电网群内部碳配额交易的需求完美契合。因此，区块链技术为改进微网群内部碳配额交易体系提供了研究方向和参考依据。

目前，国内外学者从多个方面对基于区块链的多微网碳交易机制进行了研究。有文献利用区块链技术，使得企业碳排放数据在系统内部公开透明，实现碳排放交易计划和新型碳排放机制的有效结合。有文献利用区块链底层的信息安全架构，构建分布式碳配额交易体系结构模型。有文献考虑到买卖双方的信誉度，提出了一种基于区块链技术的碳配额交易机制模型，有效降低交易双方的信任成本，提高碳配额交易的效率。有文献中结合碳减排努力值构建了碳配额成本决策模型、碳减排奖惩模型以及碳交易匹配模型，以期实现多微网碳配额交易安全高效的执行。有文献中基于区块链技术，对澳大利亚碳交易市场进行改进，使澳大利亚碳市场的交易效率得到有效保障，同时提高了交易的安全性和公平性。上述文献将区块链技术应用于碳配额交易机制中，为优化多微网间的碳配额交易机制提供了参考和借鉴。在总结现有研究成果的基础上，发现还存在如下两个方面的问题：①随着量子计算机的发展，基于传统区块链技术的碳配额交易的安全性将不再被保障；②研究主要考虑到交易双方的可信任度问题，缺少激励微网节点参与碳配额交易模型的机制。

量子计算主要应用量子力学理论中的量子叠加和量子纠缠等特性，实现无条件安全的信息交换和复杂问题的快速求解。传统的区块链系统依赖于哈希算法以及数字签名等技术来保障自身安全，而量子计算机可以轻易破解基于数学问题复杂程度的安全性算法，使拥有量子计算机的节点更易形成恶意团体，阻碍诚信节点挖掘到有效区块。

发明内容

针对现有技术微电网群碳配额交易风险高、效率低及节点参与度不高的问题，本发明提供了基于量子区块链的多微网碳配额数据处理方法，利用量子区块链技术，完成微网群中节点间碳配额交易架构的建立；采用基于环保意识因子的碳配额分配机制，将环保意识因子嵌入到微网节点的基本属性中，以达到促进微网节点扩大清洁能源规模的目的；在此基础上，将合作博弈理论与微网群内部碳配额交易机制相结合，使得微网节点的收益大大提高，同时降低微网群内部碳排放量，实现微网节点环保效益的最大化。

以下是本发明的技术方案。

基于量子区块链的多微网碳配额数据处理方法，包括以下步骤：

搭建基于量子区块链的微网群碳配额交易架构，利用负荷聚集商与微网节点组成私有链，负荷聚集商作为发起碳配额交易以及微网群与外网进行碳配额交易的第三方；

设置环保意识因子作为微网节点的微网清洁能源占比和历史贡献值的综合计算结果，根据微网节点的环保意识因子调整碳配额；

设置基于合作博弈理论的联盟收益模型以进行合作剩余分配；