区块链技术在能源电力领域的应用及展望

区块链技术在能源电力领域的应用及展望

摘要：为了实现电网的全息感知和实时控制，可靠的信息交换对于识别每个设备的需求和状态至关重要。作为国家战略的前沿技术，区块链技术能够为电网的发展提供可信的网络环境，能够有效解决电网转型升级过程中多主体协同、网络安全、数据融通等问题，对于能源互联网的建设具有重要意义。

关键词：区块链技术；能源；电网

1.区块链

所谓区块链，主要是指集点对点传输、加密算法、分布式储存、共识机制等功能特性为一体的新型数据应用系统。区块链在实际应用中可以有效地改善信息不对称等相关问题，有利于帮助不同主体实现协同合作。区块链的显著特征如下：第一，去中心化，区块链摒弃了传统的中心管制，以分布式储存的管理方式使得系统中的各个节点可独立完成信息验证、数据传递和信息管理；第二，开放性，区块链系统中除被加密的私有信息外，其他数据信息均对外开放；第三，独立性，区块链内所有节点都可独立完成数据验证和交换，无需人为干涉；第四，安全性，区块链可以有效地避免人为操作所导致的数据修改；第五，匿名性，区块链中各节点所对应的身份信息无需公开，所有数据信息的传递均可以匿名完成[1]。

2.区块链在能源电力领域面临的挑战

2.1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[2]。

2.2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[3]。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。

3.区块链技术在能源电力领域的应用

3.1在智能电网中的应用分析

随着国家“两化融合”（工业化和信息化融合）“双轮战略”的全面实施，电力系统正在向智能化方面加速发展，智能电网建设正在深入推进，区块链技术的应用也将提高到战略的高度。目前，电力系统数据信息传输中的信息逻辑与物理难以隔离，容易对系统运行安全性造成影响，而利用区块链技术可以处理数据库中的特征值，解决TCP/IP技术和服务器同时运行中存在的矛盾问题，从而为系统数据信息传输提供安全保障。某电网公司应

用区块链技术进行智能电表交互功能及数据传输功能开发应用，有效降低了智能电网互联成本。当前我国智能电网技术正在逐渐成熟，供电企业在电力系统建设方面可以根据电网供求系统变化情况实现多机交互区块链支撑[4]。比如在电网系统业务测试管理方面，企业可以利用模型方式评价电网功能。在电网系统用户流程自助管理方面，系统用户可以利用区块链技术进行信息交易、信息处理与信息传输等，达到电力系统智能化发展要求，从而为智能电网提供基础保障。

3.2在能源网互联与交易中的应用分析

现代居民用电方式逐渐发生转变，供电方式由远距离传输转变为居民自给自足。部分居民通过太阳能、风能与地热能等清洁能源对地方资源开发应用，转化满足日常供电需求。在太阳能微电网开发应用方面，欧洲某项目组以区块链为基础成立了太阳能微电网原型系统，系统用户之间可以通过加密数字货币进行电力交易，地方居民可以通过剩余电力交易进行交易，从消费者转变成供销者，当用户太阳能电力系统供电不足时，可以通过该系统购买能源，从而满足电力需求。在微电网系统交易过程中，系统用户数据需要公开、透明化，交易双方可以通过系统相互了解，且系统用户无法对交易记录进行篡改，一旦发现账本不同系统会自动识别，确定真假账本。电力系统是碳排放中的重点对象，在碳交易市场中属于活跃用户。针对碳排放市场中的商业模式需求及挑战等问题，某地方政府部门明确了各用户碳排放额度，利用区块链技术构建智能化平台，为当地电力企业碳排放额度计量及碳排放权认证提供技术支持。在智能合约机制应用过程中，可以通过代码形式将碳排放相关规则标准存储到区块链中，若企业碳排放量超标则可通过智能合约进行自动处罚。

3.3在大用户直购电中的应用分析

自区块链技术进入3.0之后，大用户直购电交易规模逐渐扩大，在大用户直购电交易

方面，地方政府需要利用区块链技术将市场准入条件及相关指标等融入到交易环节中，集中撮合与直接协商属于大用户直购电交易中常见形式，这两种交易方式都有一定缺陷。而以区块链为基础建立的交易模式更加具备可靠性，能够为交易双方相互了解、协商交易价格、时间交易量等提供辅助决策作用，提高交易成功率[5]。在大用户直购电交易物理约束方面，可以利用分布式算法利用区块链各节点实施安全校核。例如在集中撮合交易过程中，可以通过区块链技术修改交易内容，若交易双方想要削减交易电量，则交易双方可以在阻塞管理区块链中形成新交易，确保区块链能够不断前进，不会对交易双方交流造成阻碍。当系统应用过程中出现严重阻塞问题时，可由联盟成员投票使区块链强制分叉，从而为电网正常供应提供安全保障。

4.区块链技术在能源电力领域的未来

区块链应用到能源电力行业，仍然存在不少挑战和制约。首先，从系统建设看，区块链仍然是一个未完成的基础设施，共识和效率的一致性和可用性很难两全。其次，物联网系统还存在很大的空白，很多智能电表的数据也有问题。再次，政策的更新、跨界协同发展和统一监管也是短期的制约因素[6]。但是，从技术驱动变革的角度长远来看，能源电力领域的巨大市场变革和发展机遇也许将是与物联网、人工智能、区块链等新兴技术共同参与的过程，这种创新不仅是重组式的，也将诞生重大的原生性创新。而且，区块链不仅是提高效率、降低成本、增加安全的通用型技术，同时也是一种能够协调微观层面不同主体之间市场化运行的机制性技术。展望未来，区块链技术如果能得到良好的发展和应用，必将对能源电力领域产生巨大的推进作用和变革意义，使之朝向灵活多元、合理均衡、清洁环保和高效智能的方向稳步前进。

5.结束语

推动能源电力领域开展区块链技术研究应用，需要加快形成以点带面、点面结合的产业化示范应用，同时加强和区块链公司合作交流，培养一批电网区块链复合型人才，以产业化示范应用为依托，制定电力区块链标准，推动业务和创新应用示范落地。

参考文献

[1]蒋志雄.能源互联网中的区块链技术框架及应用分析[J].科技风,2019(25):97.

[2]郑彬,曹开拓,孙勇,林菲,俞红权.区块链技术及其在能源领域的应用及挑战[J].中国管理信息化,2019,22(15):168-170.

[3]孙艺新,王玓.区块链技术在能源领域的应用前景及对电网企业的影响分析[J].企业改革与管理,2018(13):198+217.

[4]韩秋明,王革.区块链技术在能源领域的国际实践及启示[J].全球科技经济瞭望,2018,33(03):19-26.

[5]刘海英.“大数据+区块链”共享经济发展研究——基于产业融合理论.技术经济与管理研究.2018,1

[6]姚忠将、葛敬国.关于区块链原理及应用的综述.科研信息化技术与应用.2017,08