摘要：区块链技术是正在全球火爆流行的热门话题，是各国争夺科技制高点的新兴信息网络技术，这种新兴技术在各个领域发展过程中仍然处于初期阶段。电力行业是关乎国计民生的国民经济重要支柱产业之一，将区块链技术引进电力系统可以推进智能电网建设，提高生产技术和经营管理水平，提高电力系统运行效率，为系统安全可靠运行和科学管理提供技术保障，具有较大的应用研究价值。本文针对区块链技术的技术特征，分析了区块链技术在电力系统中的应用功能和发展前景的挑战。
关键词：电力技术；应用分析；区块链技术
现阶段，我国电力交易主要是通过集中式交易中心来实现，借助特定机构对交易过程进行控制引导，这样将会导致电力交易参与人员数据流通不合理，未认识到电力市场主体选择性，不能对电力市场主体和主导机构之间的矛盾进行控制。目前全面遵循电力市场规范化原则的基础上，在电力交易中融入区块链技术，能通过智能化合约方式对电力交易信息进行存储管理，借助各项技术对完整的电力交易方案进行执行。
1区块链技术基本特点
区块链是通过加密算法、共识机制等多项技术结合产生的去中心化基础结构与分布式计算模式，是全新的去中心化基础架构，计算范式创新性与独特性较为突出。区块链通过密码学知识、智能合约、共识算法、区块链式结构等相关技术全面组合，促使其具备可追溯性、透明化等相关特征。其中，去中心化是区块链技术，而不是借助中心节点产生不同节点之间的信任关系，是通过数学化方式，在不同节点之间备份相关数据，全面提升数据存储效率。区块链系统在运行中的各项数据与规则在节点中能有效查询，信息透明度较高，是各个区块链系统提高认可度的重要条件。区块链通过链式结构等对交易信息时间进行合理标记，记录信息对应顺序，实际传递路径能通过完整的链式结构进行有效记录和跟踪，确保区块链交易信息不会被更改。区块链系统通过智能合约以及共识算法等相关措施，在没有第三方担保作用下稳定运转。
2电网系统中区块链应用分析
2.1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。云南昆明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。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。
2.2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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对碳排放市场中的商业模式需求及挑战等问题，江苏南京区域内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。
2.3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。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。
3电力交易系统中区块链应用发展面临挑战
3.1技术层面
①信息安全问题。区块链技术使用的加密机制、智能合约和隐私保护机制，均存在安全隐患。随着密码学的发展，区块链采用的加密机制会日趋脆弱，分布式节点被侵入的概率逐渐提高，会引起节点账本信息泄露问题。区块链技术的智能合约尚为实现规范统一，且本身具有安全威胁问题，因此需要定期更新维护智能合约。区块链系统的各节点无法完全匿名，数据完全公开透明，极不利于用户的隐私保护。
②效率及响应速度问题。区块链系统要求每一个节点存有一份完整的数据，而区块链长度的增长将导致数据存储成本的提高。此外，交易过程中，由于区块链最优结果牵涉到大量节点间的数据传输与验算，故区块链每秒处理的交易量与成熟的银行交易平台相比不够大。电力交易系统区块链的交易延时问题会限制其应用项目的规模。
③数据维护问题。每个人都有电力交易需求，使得基于区块链技术的电力交易系统包含海量的节点。此外，每一节点自身存储的数据量极大，所以对项目的总体数据进行信息筛选、管理和维护极其困难。
3.2政策层面
电力是我国重要能源，对社会经济发展具有较大影响。在电力行业中应用区块链技术，对过去传统业务开展具有较大影响。各个项目全面落实，要国家法律与政策提供相应保障。在区块链技术长期发展中，部分发展环节与法律法规难以有效兼容，对区块链发展具有较大限制作用。
结语
在电力技术快速发展的同时，电力系统用户供电需求量越来越多、要求也越来越高。通过区块链技术构建电网管理和交易平台，为企业管理和用户交易、身份认证及数据信息安全等提供技术支持。因此，区块链技术应该得到政府和电力行业的高度重视，以促进能源互联网的可持续发展，打造具有中国特色的国家电网品牌，服务经济社会发展，服务全国乃至全球电力客户。
参考文献
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[3]李绍龙，李申章，孙捷.区块链在电网重建中的应用前瞻[J].电子技术与软件工程，2017（16）.
论文作者:张桐华
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
标签：区块论文; 技术论文; 电网论文; 电力论文; 系统论文; 节点论文; 用户论文; 《电力设备》2020年第1期论文;