汪苑
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摘要：随着我国经济的不断发展，传统的中心化电力资源网络已经不能满足时代的发展需求。而区块链技术自身具有去中心化的特征，应用在电力资源网络中，对我国电力行业具有推动性的作用。鉴于此，本文基于区块链技术提出了一套电力资源管理平台的建设方案，为区块链技术在我国电力行业中的应用提供参考。
关键词：区块链；电力资源；去中心化
0引言
电力系统是我国最为重要的一项基础建设，是一个中心化的电力资源网络，其输电、电力交易等环节都是由中心化系统进行统一管理。但是这种资源网络结构在应对大面积事故方面的能力较弱，在电力资源交易上方式与途径也较为单一。随着我国科学技术的进步，我国电力行业也发生了较大的变革，在电力系统中网、源、荷界线之间的特征越发模糊，各种分布式电源的广泛应用降低了电力系统的稳定性。近些年来，区块链技术日益成熟，这是一种具有革命性的去中心化技术，将这项技术应用到电力资源管理中，成为电力行业未来发展的新方向。
1基于区块链技术的电力资源平台设计方案
1.1底层平台设计
在区块链底层平台设计上，应根据电力资源管理的实际需求和区块链平台自身特点进行设计，在数据库选择上可以采用分布式数据库对底层平台的数据进行储存，同时与沙盘结构相结合保证数据资料的安全。采用分布式区块链设计的底层平台是融合了区块链技术和分布式技术的特征，能将底层平台所有的日常数据写入到区块链中，这种写入的数据是不可篡改的。底层平台数据库在实际使用时采用交易的方式与区块链网络建立共识，从而实现多个数据中心共同为用户提供服务功能。这种区块链底层平台在金融、行政、公安等领域有着广泛的使用，能够保证用户数据信息的安全。
底层平台将区块链技术与沙盘技术进行融合，进而使用较为成熟的分布式存储体系，对电子交易进行安全保护。其中区块链技术在底层平台的应用是基于RPCA算法，该算法采用网络内部的相互信任机制，这些相互信任的子网络组成大的网络方案。子网络的信任成本较低，可以继续进行减低变为可以信任的网络节点，从而信任问题变成了节点原子性的选择。此外，为了保证网络节点数据的一致性，子网络的连接度要大于一个阈值。
1.2去中心化的平台管理模式
去中心化的平台管理模式，能够应对区块链技术引入时对平台管理模式造成的影响。依据传统电力资源管理过程中存在的问题，在与区块链技术融合时，构建一个智能的电力资源管理模式，根据去中心化的原则制定相应的准则，从而与消费者快速达成电力资源的交易，最终完成电力的转移。
1.3管理平台的组成
电力系统主要由虚拟电厂、能源交易、电力物联网以及能源管理系统构成，在实际管理过程中困难重重，这就需要建立一个统一的能够进行资源管理、调度、创新的新型电力资源管理平台。见图1。
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图1电力资源管理平台的构成
管理平台能够为电力企业电力资源的运转提供安全、可靠的技术服务，特别是在能源交友方面，可以帮助企业降低区块链技术的应用难度。平台将传统的数据库与链式数据结构进行融合，实现对链数据的加密控制，完成平台数据的综合治理，进而提升平台中数据的真实性。另外，平台还能为企业提供自助式的合约体系，使得外部系统能更加便捷的进行相关业务的设计、编写以及运行，同时为外部系统提供全方位的维护监控方案，平台使用者能实时了解服务器的运行状态，并对节点数量、区块高度等进行管理控制。区块是区块链技术最为重要的核心部分，每个区块都由区块头与区块体构成。区块头中包括hash地址、版本序列号、时间戳以及Merkle根等，这些信息的作用主要是保证区块的唯一性，使其具备不可篡改的特性。区块体中主要是记录平台交易过程中产生的数据信息。在平台系统中，各子系统所记录的信息是有很大区别的，如能源交易子系统中的区块体就会记录用户的ID、编号、用电量、交易金额等数据信息。
1.4管理平台的架构设计
本文所设计的管理平台主要由基础层、区块层、服务层、应用层构成，见图2。
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图2管理平台组织架构图
（1）基础层是平台的底层基础，包含组网机制和物理存储设备。其中物理储存设备就是将平台中各种节点数据信息，以拓补结构进行交互，进而形成P2P组网，最后完成对节点信息的存储。
（2）区块层是为平台提供区块链技术服务，包含共识算法、奖励机制以及智能的合约功能，区块层的主要作用就是为平台提供区块链的各项功能服务，从而弱化中心化的管理方式。另外，我国电力用户人数众多，电力网络规模庞大，所以建立奖励机制和采用共识算法是非常有必要的。当电力系统与电力用户达成交易共识后，就会自动形成合约，该合约通过P2P组网向外进行传播，最终到达区块层的各个节点之中，实现点与点之间的电力资源交易。
（3）服务层是管理平台完成系统任务的逻辑功能区，服务层的服务内容包含电力资源的管理、信用交易、用户身份系统的确认、用户提交的管理订单、用户电量信息的管理等，服务层为应用层各项业务的实现提供了技术支持。
（4）应用层面向的是系统的主要使用者，如发电厂、电力企业、分布式能源生产者以及电力资源的消费者等交易主体。同时能为平台使用者提供电力资源交易的操作界面。
1.5平台对电力资源业务的管理
由于电力资源管理平台的子系统较多，为分析区块链技术在平台的具体应用流程，本文以能源交易子系统为例。
（1）设计业务：先对平台用户的权限进行设计，由于管理平台支持拔插式的区块链，可以根据实际的业务需求选择合适的算法。
（2）区块链网络的创建：根据实际的使用需求创建区块链网络，平台在服务层的基础上对节点资源进行控制，并将其与云技术相结合。平台硬件设备采用Linux服务器组成，在进行网络创建时，可以将需要的组件通过SSH向平台中的各个节点发送，从而完成脚本的部署。
（3）智能合约的发布与编写：依据网络创建的实际需求，管理平台依据基础层对节点资源进行智能合约的发布与编写工作。在编写合约时，平台可以采用Java、Nodejs等计算机语言进行开发，为用户提供界面化的服务。
（4）业务系统：该系统主要面向的是平台用户，可以根据不同的用户进行较为灵活的设计，同时使用区块链技术依据restful调用原则对调用接口进行开发。在平台发生交易业务时，交易的双方可以通过业务系统进行操作，在发出签约申请后，后台自动形成合约内容，并以私钥的形式完成用户签名。在合约达成后，向平台中的各节点发送，并采用TLS技术对数据进行加密，保证数据的安全性。
4结语
本文提出的建设方案，降低了资源的消耗、电力资源交易的成本，提高了电力数据的透明度，相比于传统的电力资源管理平台，降低了平台建设的技术难度，使得平台系统更加具有灵活性。但目前本文所设计的平台仍然还有许多不足并未得到解决，如本平台不能处理复杂的物理逻辑；如安全性上还需要进一步提高。因此，在未来还需要对区块链技术的应用进行深入研究。
参考文献
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