区块链技术在电力领域应用场景的探索分析

区块链技术在电力领域应用场景的探索分析

李红勇

湖北省电力勘测设计院有限公司，湖北 武汉 430040

摘要：本文在分析区块链技术基本定义基础下，探讨了区块链技术在电力领域的应用和其应用场景，并研究了区块链在能源电力领域面临的挑战，最后对区块链技术在能源电力领域的应用进行了展望。

关键词：区块链技术；电力领域；应用

引言

近年来，互联网在推动技术创新、产业转型、应用融合等方面起到了积极的促进作用，而互联网无序、无规则、无信任的技术特点助长了互联网的野蛮生长，如何保证互联网的健康发展是当下重要的研究内容。区块链具有公开透明、可追溯、防篡改、去中心的技术特性，是给互联网带来信任的典型技术手段，将推动“信息互联网”向“价值互联网”转变，助力数字经济高效发展。

1区块链技术基本定义

区块链是一种分布式数据库，通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库。不同的角度对区块链有不同的定义：从数据层面看，可以把区块链看作是一种数据结构，由一个个区块按顺序连接形成一条链，每个区块就是一个单元数据；从记账层面看，可以把区块链看作是一个账本，对应区块链去中心化的特点，这个账本不只出现在一个节点，区块是账本的每一页，区块里的一个节点就是一位记账人。

2区块链技术在电力领域的应用

2.1电力区块链应用体系架构

电力领域区块链以建设电力行业区块链公共服务平台为中心，以融合隐私保护、跨链交互、多重共识、多级加密等技术为创新方向，形成电力领域区块链应用体系架构。本架构主要由基础设施层、区块链核心技术平台层、服务层、展现层和应用场景层组成。基础设施层为上层提供计算、存储和网络等基础资源。区块链核心技术平台层为服务层提供节点管理、分布式数据存储、智能合约和共识机制等组件支撑。服务层主要负责为业务应用提供存证、溯源以及用户管理等服务。展现层提供区块链平台展示功能。应用场景层是基于区块链技术的各种业务应用集合。其中，区块链核心技术平台层在跨链交互等技术支撑下可以实现多条区块链互联互通，在应用架构中，“天平链”作为司法信用链，“国网链”作为电力行业的核心业务，“央企电商联盟链”作为行业间可信交互的桥梁，共同支撑应用场景层中的电力交易、新能源云、数据共享等电力业务应用。

2.2区块链技术在电力领域的适用性分析

区块链技术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、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、可追溯、公开透明等特性的数据库技术。电力行业具有业务流程长、参与主体多、分布范围广等特点，导致数据共享难、协同效率低、多方信任障碍等问题。区块链技术可以从本质上弥补能源互联网的无信任、无序、无规则等不足，是促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等的关键技术支撑手段，将在解决电力行业问题中发挥重要作用。

2.3国内应用案例

传统的电力交易多采取双边交易或多边交易形式，效率低、程序复杂、成本高，青海电网将区块链与传统电力交易结合，提高了交易效率，降低了交易成本；同时，通过区块链交易平台提高了绿色电力的交易量，有效解决了能源消纳问题。我国第1个基于区块链技术的电动汽车充电链示范项目为电动汽车与充电桩比例失调问题提供了解决方案，可最大限度利用已有的充电桩。广东深圳的第1张区块链电子发票提高了税务办事效率，完善了监管流程，降低了税务成本，实现了无纸化管理。

3电力领域区块链应用场景

3.1电力交易

区块链技术作为建立信任的关键技术，为电力领域交易提供了可靠的平台基础。基于区块链的电力领域交易平台，一方面满足了大量主体参与的需求，顺应了能源的发展趋势，另一方面也提升了交易过程的透明度，同时为国家监管提供了重要的依据。区块链技术在电力领域交易中的研究是国内外研究最广泛的场景之一。

3.2综合电力服务

综合电力服务具有参与主体多元、业务复杂多样、项目周期长等特点，将源、网、荷、储各环节的电力信息、综合电力网分布信息、能耗数据、储能信息等上链可信共享，基于区块链智能合约和共识机制，实现综合能源各主体的自动交易撮合，提升综合电力交易效率、透明度及稳定性，从而优化能源消费结构，提高能源使用效率。目前，在山东建设了基于区块链的综合电力服务平台，并在多个园区开展试点应用，实现了园区微网内光伏、风电、储能和电网等不同主体之间的能源互补，促使充电桩设计容量及综合用电成本显著下降，光伏发电及风电收益有所增加，同时减少了电网设备投资。

4区块链在能源电力领域面临的挑战

4.1安全隐私问题

首先，区块链技术允许区块中的节点加入自定义信息，只要区块被确认，信息将不可再更改，但如果在自定义信息中有黑客加入破解信息，整个区块将面临巨大风险，严重时可能会导致系统瘫痪；其次，随着我国电力需求的不断变化，能源系统中的各类主体越来越丰富，电力市场交易方式更加多样化，区块链中的节点数就会增加，而现有的区块链场景下整个系统的运行可能会出现不稳定等问题，现有的技术能否支持现实的需要也值得关注；第三是账户隐私问题，虽然区块链去中心化的特点解决了主体之间的信任问题，但分布式账本存在各个节点的隐私信息会被恶意传播的风险。

4.2效率问题

效率问题也可以说是技术层面的问题。2012年区块链支撑的比特币交易中，每天最高交易量为62000个，对于庞大的电力市场来说效率很低；同时，同步信息的效率也有待提升，各主体的网络情况不同，信息的接收时间会有一定误差，导致交易效率下降。此外，能源电力市场有许多不确定性因素，区块链技术能否迅速识别市场变化，帮助工作人员及时做出正确调整是关乎市场稳定的关键因素之一。

5区块链在能源电力行业的应用前景

目前区块链处于开发和应用的早期阶段，在积极推动区块链技术应用的同时，也必须关注存在的问题和风险，主要包括核心技术自主可控、安全防护及法律风险等方面。在核心技术自主可控方面，目前国内大多数区块链平台都是基于开源框架开发，进行国密化改造只是一种过渡方案，真正实现自主开发任重道远。智能合约为各种区块链应用提供了一种便捷的解决方案，然而智能合约本身的安全尚无法保证，目前由智能合约漏洞导致的损失占区块链引发的总损失的绝大部分。在安全防护方面，目前区块链存在用户使用安全威胁、网络安全威胁、跨链安全威胁及隐私保护威胁等。然而，安全防护方案尚不够成熟，有大量的问题亟待深入研究。在法律风险方面，由于区块链在技术和行业应用方面都存在许多未知隐患，亟需制定相关的法规标准来规范区块链技术在各业务场景中的合法应用。

结束语

能源电力的发展不断提出新要求、新理念，而区块链能够对能源电力的发展提供技术支撑，推动能源电力的发展。虽然区块链技术已经开始逐步应用到能源电力领域，但在安全、效率上仍然有一定的风险，因此，需要对目前市场存在的问题以及解决方案进行分析，从而为未来能源电力区块链的发展提供支撑，希望本文的相关分析能够对能源电力区块链的应用起一定的推动作用。

参考文献

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