基于Blockchain的新能源汽车动力电池回收供应链模式

构建高效的动力电池回收网络对新能源汽车产业发展具有重要的作用。考虑到动力电池回收网络的供应链运营特征,首先,应用扎根理论对传统回收模式下新能源汽车动力电池回收溯源管理中存在的回收主体间协调、回收信息溯源和回收过程监管等技术需求,与区块链分布式记账、共识机制、智能合约等技术特性之间的关系进行分析;其次,分析区块链技术下回收主体间信息共享和回收信息网络化传递的可行路径,构建由基础层(回收信息流数据存储)、核心层(回收信息共享传递)和应用层(回收参与方协作)构成的回收供应链信息平台模型;再次,搭建基于区块链的新能源汽车动力电池回收供应链体系框架,分析电池生产商主导(BML)、整车生产企业主导(VML)、生产商联合体主导(MAL)和第三方主导(TPL)等四种回收供应链模式的特点;最后,通过构建DEA模型对回收效率进行实证分析和量化评价。研究表明,区块链技术下的回收供应链模式其效率高于传统回收模式,且MAL模式和TPL模式下的回收效率最高,BML模式和VML模式下的回收效率则次之。研究结论为企业应用区块链技术进行新能源汽车动力电池回收网络构建与回收运营决策优化提供参考。

基于区块链的算网可信交易激励机制研究

随着基于智能合约的云网资源交易技术的发展,算力交易向多方规模的形式发展,严重影响算网资源的高效可信交易。针对算力网络资源多方参与场景下的可信交易与高效资源激励需求,设计基于区块链的算网资源可信身份认证与资源交易激励机制。该机制采用基于算网用户身份信息可靠度的分布式认证策略,通过公证机构授权构建可信交易委托证书,实现资源交易任务可信进行。讨论基于契约理论的交易激励机制在算网资源可信交易与高效性服务上的应用,并与线性激励、信托激励模型进行机制对比,对算网参与方的资源效用收益与社会福利进行比较,进行多方最优效用收益激励验证,衡量本机制的激励效率。证明资源交易激励机制在交易验证场景的有效性,有效保证算网资源在多服务方接入的可信交易与高效激励。实验结果显示,该交易机制能够保障多方算网用户交易的可信性、可验证性与稳定性。所提机制在资源交易效率与社会福利收益方面均优于传统交易激励机制。

面向区块链技术应用的能源交易系统效果评价

随着我国能源体系的转型发展与新型电力系统的建设,以清洁能源为主的分布式能源成为重要供能方式。传统能源市场交易方式单一,大多采用集中化的运营管理方式,无法解决分散式能源系统的交易需求。区块链技术作为新兴技术手段,其去中心化、不可篡改等技术特点与分布式能源系统相契合,能够解决新型能源交易现存的一些问题。基于此,提出一种基于区块链技术的新型能源交易流程,给出智慧能源一体化、智慧能源托管、区域共享能源3种商业模式,并将能源交易服务业务划分为运维管理服务、系统改造服务以及市场交易服务,构建区块链能源交易系统效果评价指标体系。应用层次分析-模糊综合评价方法进行评价,通过算例仿真分析,证明基于区块链技术的能源交易系统效果评价指标体系的有效性。

改进PBFT算法的配电物联网接入认证方法

随着物联网与配电网深度融合,海量终端设备接入系统给配电物联网安全稳定运行带来巨大挑战。针对传统身份认证方式过于中心化且无法承载大规模终端等现状,设计一种基于区块链共识机制的配电物联网终端接入认证方法。由配电物联网网关负责对待接入终端节点登记注册,采用共识算法进行分布式认证,将合法终端上链存储。在传统PBFT算法的基础上,设计了配电物联网终端共识算法。该算法引入权重机制,根据终端节点权重选取认证节点,缩小共识规模;引入可验证随机函数增强主节点安全,避免启动视图切换协议,提高共识效率;结合实际应用场景优化一致性协议,降低通信开销。实验分析表明该方法可有效规避多种网络攻击,通信开销和吞吐量优于其他方法,系统抗攻击性较强,满足配电物联网对认证效率和系统可靠性等要求。

面向分布式电力交易的实用拜占庭容错共识算法改进

针对实用拜占庭容错(Practical Byzantine fault tolerance,PBFT)共识算法在分布式电力交易场景下共识时存在的主节点选取策略简单、缺少奖惩措施以及通信资源消耗较大等问题,提出一种改进实用拜占庭容错共识算法。首先,明确分布式电力交易(Distributed power trading,DPT)参与方构成,制定参与方对应节点在共识过程中应承担的权责;其次,制定节点信誉值计算方法,根据节点在共识中的表现筛选不良行为节点,有效限制拜占庭节点参与共识;此外,基于信誉值与散列算法实现了一种可验证的主节点选取方法,使主节点选取难以预测;最后,引入多主节点改进一致性协议,提高算法对拜占庭主节点的容忍程度。实验结果表明,DPT-PBFT算法在通信开销、共识时延等方面相较于PBFT算法均有不同程度的提升,能够有效适用于分布式电力交易场景。

基于设备可信度和移动性的算力价值化交易方法

为了解决算力资源交易过程中的效用低、可信度低、安全性差等问题,考虑设备可信度和设备移动性对边缘计算成本的影响,首先建立了以数据价值为衡量标准的社会效益最大化模型。其次利用贪婪算法求解该优化模型,基于多对多双方竞拍博弈和裁剪算法对算力资源拍卖过程进行了改进。最后采用去中心化、公开透明、不可篡改的区块链技术,制定了智能合约机制,对拍卖过程进行管理监督。结果表明,所提的模型机制在现有机制的基础上进一步保证了交易的真实性,提高了算力资源交易效用,有效提高了交易过程的可信度和安全性。

区块链技术驱动的动力电池闭环供应链信息共享机制及契约协调

为研究区块链技术应用对动力电池闭环供应链信息共享水平及供应链各主体最优决策的影响,构建由动力电池生产商和新能源汽车生产商组成的二级动力电池闭环供应链模型,分析由区块链技术驱动的动力电池供应链信息共享机制,及引入区块链后供应链的协调契约。研究发现:(1)“区块链+信息共享”可提高新能源汽车生产商的利润,当引入区块链的收益大于成本时,供应链总体和动力电池生产商的利润也会提高;(2)消费者对动力电池全生命周期信息敏感度和“区块链+信息共享”提升梯次利用率系数的增加会提高引入区块链的收益,随着区块链未参与时动力电池梯次利用率的增加,区块链参与带来的收益经过短暂提升但总体下降;(3)改进后的“成本分担+两部定价”协调契约可以对供应链系统内部进行协调,使供应链各参与者利润增加。

基于区块链技术的电力供应链资源安全共享

电力供应链资源安全共享能够提高电力供应链的效率和可靠性,实现资源的共享和优化利用。由于电力供应链中包含大量的隐私数据,一旦遭到黑客的攻击,会导致用户隐私泄露,影响电力供应链信息资源的安全性。为了有效解决上述问题,提出一种基于区块链的电力供应链信息资源安全共享方法。方法采用两个一维混沌系统建立复合混沌密码系统,并通过选择相关系数和均匀度指标建立综合目标函数。根据自适应混沌免疫粒子群优化算法对系统内的控制参数协调优化整定,以实现小波变换空间对明文信息的小波系数展开复合混沌加密。结合区块链技术建立电力供应链信息资源安全共享模型,完成电力供应链信息资源安全共享。实验结果表明,所提方法在样本数量为600个时,其计算时间保持在200ms内,有效提升系统运行效率,且系统开销小、吞吐量大,表明所提方法可以确保信息资源的安全共享。

基于人工智能的太阳能光伏发电系统的应用

随着人工智能技术的不断发展,其在能源领域的应用逐渐成为热点。介绍了太阳能光伏发电系统的工作原理,探讨了人工智能在光伏发电系统中的关键作用:可实现最大化能源产出,有助于及时发现并解决问题,提高系统的可靠性和安全性。基于人工智能的太阳能光伏发电系统展现了其在推动清洁能源技术发展方面的巨大潜力,为未来可持续能源系统的建设提供了新思路。

基于区块链数据安全机制的输变电工程建设动态计算技术研究

针对现今输变电工程施工过程中不确定性因素较多、造价计算偏向静态等问题,文章建立了基于区块链数据安全机制的输变电工程造价实时动态计算模型,实现了造价实时动态计算技术与计算结果的精准高效。文章以区块链可信数据交换技术为底层模型,利用区块链去中心化信任体系、链上数据不可篡改等特性,构建输变电工程的数据上传、交互、储存与计算的架构体系;使用粒子群算法优化径向基神经网络参数,构造输变电工程造价数据预测计算模型;采用杰卡德距离对计算结果进行校正,且在反馈误差的同时进一步优化计算模型。利用仿真算例验证了模型的先进性与可行性。

基于IPFS和区块链技术的电力安全交易平台研究

近年来,大量新能源主体接入电力交易平台,核心业务数据量激增,导致当前集中式电力交易平台运行压力过大、数据不安全、交易不透明等问题。区块链本质上是具有去中心化特征的分布式账本,具有难以篡改、安全性高等特征。星际文件系统(Inter Planetary File System,IPFS)在区块链中的应用可以减小区块链存储的数据量,具有文件去重功能,可有效避免中心化存储存在的一些安全问题和限制。文章结合两者特点,提出一种基于IPFS和区块链技术的电力安全交易平台模型,对数据存储进行优化并建立市场信用机制。仿真实验表明,该模型能够有效缓解物理节点存储压力、提升系统运行效率、有效量化市场主体信用。

面向虚拟电厂的电力调峰市场隐私保护交易策略

为解决虚拟电厂参与的集中式电力调峰辅助服务市场中因交易关键信息、敏感数据泄露而引发恶意竞价、扰乱市场秩序等问题,设计了一种基于“服务提供商-区块链-电力调度控制中心”的集中式市场隐私保护交易策略,实现了隐私保护和网络安全双约束下的电力调峰市场可信交易。首先,设计了基于价格混淆随机预言机和改进Shamir秘密共享网络的竞标信息隐私保护方案,对提交到区块链上的量价信息进行严格保护;其次,基于同态加密技术,以价格、信用值、时间依次优先的原则设计了区块链智能合约,实现了竞标量的隐私排序和可信自动出清;然后,为了实用价值,在区块链上部署安全性校验合约实现了交易结果的网络安全约束校验,保证了配电网的运行安全和服务提供商的结算安全;最后,通过算例分析和评估,验证了该隐私保护交易策略的有效性和优越性,表明了该策略可以在保护参与方隐私的同时,提高电力系统的灵活性和可靠性。

分布式电力交易系统安全威胁与检测

随着电力系统网络化改革的逐步深入,融合“互联网+用户深度参与”的电力市场交易多元化新模式受到广泛关注。作为典型的应用案例,基于区块链的分布式电力交易系统由于可为多方电力交易参与方提供可靠的电力消纳能力,显示出巨大的应用潜力。然而,当前对分布式电力交易系统自身的安全性讨论较少,导致节点间可能存在的恶意行为及其安全威胁难以被清晰地描述,相关安全检测方案难以实施,从而为系统运行的稳定性遗留了安全隐患。为此,分析分布式电力交易系统面临的安全威胁,并在此基础上设计了基于深度学习的安全威胁检测方案。首先,设计面向区块链节点的全量流量数据采汇方法,并清洗冗余数据;其次,设计了基于长短期记忆网络和自动编码器技术融合的特征数据训练方案,以实现对特征化节点安全状态数据的高效学习和异常检测。在国家电网示范性区块链平台上展开实验评估,实验结果表明,所提方案具备良好的检测能力和较低的性能开销,适用于提升分布式电力交易系统的安全性。

程序性权力:“区块链+基层监督”体系的构建

“区块链+基层监督”体系的构建与运作,体现了基层监督中“程序性权力”,程序性权力是脱离于人而运作的监督机制,具备智能合约、去中心化以及数据存证等多种内在优势,进而推动基层监督的路径创新:一是基层纪检监察组织与村务监督委员会的协同监督;二是村干部权力腐败的自动预警与研判;三是预防村干部腐败的高压场域。根据上述基层监督路径的不同特点,村干部权力的监督方式呈现出新的形态,即常态化监督、目标式监督与跟进式监督。同时,程序性权力运行过程中可能出现某些风险,可以采取建立备案机制、完善技术监管体制、建立数据反馈与处理机制等办法进行规避,由此确保基层监督中程序性权力的有效运作。

基于有限状态机的电网多源时空数据的区块链追溯方法研究

电网基础数据类型多、变化关系复杂,地理空间、时间周期跨度大,数据追溯困难,该文提出基于区块链技术的电网多源数据追溯方法。根据电网基础数据时空分布及数据流变动性特点,建立了基于区块链的多源数据追溯架构,研究了数据追溯依赖关系及溯源路径结构。提出了基于有限状态机模型的数据溯源的路径结构分析图,及路径构建算法,研究了多源时空数据区块的平行追溯方式。构建了基于有限状态机溯源路径的电网多源时空数据追溯优化流程,研究了多层次溯源数据区块时空序列关联性。工程实例表明,基于区块链、有限状态机可高效灵活追溯电网基础多源时空数据的完整可信分布序列。

考虑隐私保护的虚拟电厂内部交易决策优化

虚拟电厂是通过聚合管理各类需求侧资源参与电力市场交易、提供辅助服务和实现点对点交易的有效途径。针对传统虚拟电厂内部进行交易决策优化过程中存在的信息篡改和隐私泄露等问题,提出一种基于主侧区块链结构的虚拟电厂分布式交易决策优化方法。为了激励聚合商参与点对点交易市场,设计了一种结合自适应定价机制的虚拟电厂聚合商点对点交易机制。为防止优化过程中不诚实的聚合商篡改交互信息,基于主侧区块链提出一种改进的实用拜占庭容错共识算法。为进一步防止信息交互导致的隐私泄露,提出一种基于Shamir秘密共享方案的信息加密和解密算法。最后,通过算例分析验证了所提方法在交易决策优化、防篡改和隐私保护方面的优越性。

基于改进共识算法的虚拟电厂主从多链交易匹配机制

在未来新型电力系统中,虚拟电厂(virtual power plant,VPP)内部多主体的可信交易和信息安全将更加复杂和具有挑战性。而区块链技术的信息安全、分布决策、智能合约及防篡改等特征,为VPP多元主体可信交易提供新思路。文中聚焦VPP内部多聚合商形成的利益最大化及可信交易匹配效率问题,首先,依据交易主体需求差异,建立区块链技术与多智能体系统融合的一主多从分层互动控制架构;其次,设计一种面向多聚合商对等交易需求下的可信交易匹配机制,引入非合作博弈模型,保证了多聚合商主体的利益;然后,基于区块链的分布式粒子群优化算法提出了改进的委托权威证明机制(delegated proof-of-authority,DPoA)共识算法,提高交易的安全性;最后,通过算例分析验证文中所提策略的合理性和可行性,该策略能有效增强多主体交易的匹配效率和安全性。

考虑需求侧响应的电力碳银行结构及模型分析

随着可再生能源、用电负荷增长,电网中源荷峰谷差不断增大,传统调峰代价较高且碳排放大。基于区块链技术的公开透明、自治性、去中心化等特点,提出考虑负荷侧的调峰方式。提出电力碳银行的结构,由“源随荷动”变为“源荷互动”模式,把尖峰时刻的用电需求转移到低谷,降低负荷而不影响负荷用电需求。提出负荷控制模型及算法,引导用户主动参与电网的错峰平谷调控,实现负荷调控过程的精准化、高效化。最后结合某地区用电数据,应用电力碳银行下错峰平谷调控方法,有效快速降低了电网的负荷峰值,提高了电网运行安全稳定裕度。

电力用户信息的多区块链管理及跨链查询方法研究

区块链技术在保证电力用户信息安全隐私上具有良好表现及前景,但其去中心化特点带来节点存储压力过大的问题,导致节点服务器运行速度过慢,交易处理性能低下。为减轻节点的存储任务,提出多链管理及跨链查询的方法。利用多通道技术对账本进行多路隔离,实现了巨量数据节点的多链管理。针对多链间的“数据孤岛”问题,增加中间人节点并结合键值查询方法实现了跨链查询,从而成功构建了具备多链管理及跨链查询的电力用户信息区块链管理系统。系统测试表明:在保证用户信息安全隐私的前提下,有效缓解了节点存储压力过大的问题,系统稳定高效且能够跨链查询。该方法实现了电力用户信息安全存储、系统高效运行、数据全局共享,为推动国家电网数字化建设提供参考。

基于区块链的海量电网数据安全传输技术

受电网数据规模以及压缩比过大因素的影响,导致网络主机无法安全传输数据对象。为此,提出基于区块链的海量电网数据安全传输技术。基于区块链共识机制,利用电网数据信息完整性特征,计算数据样本输出总量,溯源处理电网数据;根据哈希安全传输协议,设定电网数据帧配置条件,实现基于区块链的海量电网数据安全传输。实验结果表明,所提方法电网信息压缩比数值始终小于20%,能够较好解决由信息压缩比过大造成的电网主机无法安全传输数据对象的问题。