[發(fā)明專利]一種基于區(qū)塊鏈的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案

在審

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• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112733211A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張偉凡;鄧維;慈興杰;文康
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06F21/78
• 分類號: G06F21/78;G06F21/62;G06F21/64;G06Q50/06
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于區(qū)塊鏈的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案，其特征在于，包含以下幾個步驟：

S1：系統(tǒng)初始化與注冊。主要對入網(wǎng)設(shè)備進行認證并生成證書，控制中心利用RSA密鑰模塊生成公私鑰對，完成系統(tǒng)中其他設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的認證并頒發(fā)給其對應(yīng)的證書，建立區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；

S2：生成用電數(shù)據(jù)。主要包含時間段、發(fā)電量、發(fā)電價格、能源類型、用電量、用電價格、電力來源、電表ID、時間戳等，不僅記錄了此段時間內(nèi)的用電量和電力來源，同時也記錄了該段時間內(nèi)用戶向電網(wǎng)的輸電量和電力類型，滿足分布式能源背景下所有用戶均可作為產(chǎn)消者的數(shù)據(jù)存儲需求；

S3：上報用電數(shù)據(jù)。為減小區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，提高系統(tǒng)可擴展性，電力用戶通過智能電表將其采集的電力數(shù)據(jù)以及證書并附上自己的簽名發(fā)送給對應(yīng)的集中器，由集中器發(fā)送給區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點進行審核驗證；而供電企業(yè)通過智能電表將其采集的電力數(shù)據(jù)以及證書并附上自己的簽名發(fā)送給區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點進行審核與驗證；

S4：電力數(shù)據(jù)收集。區(qū)塊鏈主節(jié)點接收到上傳的用電數(shù)據(jù)后，首先對數(shù)據(jù)進行檢查，驗證數(shù)據(jù)的簽名是否正確，并將正確的數(shù)據(jù)打包生成新區(qū)塊數(shù)據(jù)；

S5：電力數(shù)據(jù)存儲。主節(jié)點將電力數(shù)據(jù)打包成一個新數(shù)據(jù)區(qū)塊后，所有從節(jié)點廣播新數(shù)據(jù)區(qū)塊，同時附上自己的數(shù)字簽名以便從節(jié)點進行驗證。當系統(tǒng)中超過半數(shù)的節(jié)點達成共識后，由主節(jié)點將此區(qū)塊寫入?yún)^(qū)塊鏈分布式總帳本中存儲，維護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行；

S6：PBFT共識算法。共識過程主要分為五個階段：廣播新區(qū)塊階段、檢查階段、驗證階段、確認階段和存儲階段。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案，其特征在于，所述步驟S1中：

系統(tǒng)初始化與注冊。主要對入網(wǎng)設(shè)備進行認證并生成證書，控制中心利用RSA密鑰模塊生成公私鑰對，完成系統(tǒng)中其他設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的認證并頒發(fā)給其對應(yīng)的證書，建立區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案，其特征在于，所述步驟S2中：

生成用電數(shù)據(jù)。主要包含時間段、發(fā)電量、發(fā)電價格、能源類型、用電量、用電價格、電力來源、電表ID、時間戳等，不僅記錄了此段時間內(nèi)的用電量和電力來源，同時也記錄了該段時間內(nèi)用戶向電網(wǎng)的輸電量和電力類型，滿足分布式能源背景下所有用戶均可作為產(chǎn)消者的數(shù)據(jù)存儲需求。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案，其特征在于，所述步驟S3中：

上報用電數(shù)據(jù)。為減小區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，提高系統(tǒng)可擴展性，電力用戶通過智能電表將其采集的電力數(shù)據(jù)以及證書并附上自己的簽名發(fā)送給對應(yīng)的集中器，由集中器發(fā)送給區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點進行審核驗證；而供電企業(yè)通過智能電表將其采集的電力數(shù)據(jù)以及證書并附上自己的簽名發(fā)送給區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點進行審核與驗證。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案，其特征在于，所述步驟S4中：

電力數(shù)據(jù)收集。區(qū)塊鏈主節(jié)點接收到上傳的用電數(shù)據(jù)后，首先對數(shù)據(jù)進行檢查，驗證數(shù)據(jù)的簽名是否正確，并將正確的數(shù)據(jù)打包生成新區(qū)塊數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案，所述步驟S5中：

電力數(shù)據(jù)存儲。主節(jié)點將電力數(shù)據(jù)打包成一個新數(shù)據(jù)區(qū)塊后，所有從節(jié)點廣播新數(shù)據(jù)區(qū)塊，同時附上自己的數(shù)字簽名以便從節(jié)點進行驗證。當系統(tǒng)中超過半數(shù)的節(jié)點達成共識后，由主節(jié)點將此區(qū)塊寫入?yún)^(qū)塊鏈分布式總帳本中存儲，維護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于區(qū)塊鏈的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲方案，所述步驟S6中：

PBFT共識算法。共識過程主要分為五個階段：廣播新區(qū)塊階段、檢查階段、驗證階段、確認階段和存儲階段。