基于区块链的清洁能源系统以及交易方法

技术领域

本申请涉及清洁能源技术领域，具体涉及一种基于区块链的清洁能源系统以及交易方法。

背景技术

能源是推动社会发展得动力，由于全球经济发展放缓、对环境可持续发展的要求更加严格，能源企业的传统业务模式和盈利模式不再适应数字化、低碳化的新经济格局的需求；企业既有系统无法管理越来越复杂的交易请求，并难以满足监管方和能源用户对能源供应安全和分布式能源接入的旺盛需求，同时传统的集中式监管和第三方的介入阻碍了能源用户对高效率和低成本的追求。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于区块链的清洁能源系统以及交易方法。

依据本申请的第一方面，提供了一种基于区块链的清洁能源系统，该系统包括：包括至少一个电力生产节点、至少一个电力消耗节点、配电中心以及能源交易中心；

所述电力生产节点分别连接所述配电中心和所述能源交易中心，所述电力消耗节点分别连接所述配电中心和所述能源交易中心，所述配电中心连接所述能源交易中心；

所述电力生产节点用于根据所述能源交易中心发出的智能合约通过所述配电中心向所述电力消耗节点提供电能；

所述能源交易中心用于记录所述电力生产节点、所述电力消耗节点以及所述配电中心在能源交易过程中的交易信息并为所述电力生产节点、电力消耗节点进行资金结算。

依据本申请的第二方面，提供了一种一种基于区块链的清洁能源交易方法，用于电力生产节点，包括：

接收能源交易中心的第一智能合约，并根据第一智能合约将电能输送到配电中心后，将配电能源流信息写入区块链，其中第一智能合约是所述能源交易中心根据所述电力消耗节点发出的能源购买请求生成的；

接收所述能源交易中心在所述电力消耗节点在所述配电中心获得电能并支付相应的结算资金后，发出的第二智能合约，所述第二智能合约是所述能源交易中心根据所述电力消耗节点的实际能源消耗量生成的；

根据所述第二智能合约从所述能源交易中心兑付相应的结算资金。

依据本申请的第三方面，提供了一种基于区块链的清洁能源交易方法，用于电力消耗节点，包括：

向能源交易中心发出能源购买请求；

接收所述能源交易中心根据所述电力消耗节点的实际能源消耗量生成的第二智能合约；

在通过配电中心获取能源完毕后，根据所述第二智能合约，向所述能源交易中心支付相应的结算资金。

依据本申请的第四方面，提供了一种基于区块链的清洁能源交易装置，用于电力生产节点，所述装置包括：

写入单元，用于接收能源交易中心的第一智能合约，并根据第一智能合约将电能输送到配电中心后，将配电信息写入区块链，其中第一智能合约是所述能源交易中心根据所述电力消耗节点发出的能源购买请求生成的；

智能合约生成单元，用于接收所述能源交易中心在所述电力消耗节点在所述配电中心获得电能并支付相应的结算资金后，发出的第二智能合约，所述第二智能合约是所述能源交易中心根据所述电力消耗节点的实际能源消耗量生成的；

兑付单元，用于根据所述第二智能合约从所述能源交易中心兑付相应的结算资金。

依据本申请的第五方面，提供了一种基于区块链的清洁能源交易装置，用于电力消耗节点，所述装置包括：

请求发送单元，用于向能源交易中心发出能源购买请求；

接收单元，用于接收所述能源交易中心根据所述电力消耗节点的实际能源消耗量生成的第二智能合约；

支付单元，用于在通过配电中心获取能源完毕后，根据所述第二智能合约，向所述能源交易中心支付相应的结算资金。

依据本申请的第六方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如上述任一所述的方法。

依据本申请的第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现如上述任一所述的方法。

由上述可知，本申请的有益效果在于：针对清洁能源的特点，本申请提出一种基于区块链的清洁能源系统，该系统通过联合各清洁能源节点，组成区块链电力生产节点，各电力生产节点与配电中心连接；同时建立区块链能源交易中心，交易中心为电力生产节点与电力消耗节点到的交易提供可信服务，因此，交易中心统筹了参与能源交易各方的信息，形成一个完整的清洁能源交易网络。在清洁能源网络中，电力的生产，消费数据会自动记录在区块链上，最终形成一个多方参与、实时交易、自动结算、高效运转的清洁能源系统。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式并配合附图详细说明如后。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本申请一个实施例的基于区块链的清洁能源系统结构示意图；

图2示出了根据本申请一个实施例的基于区块链的清洁能源交易方法的流程示意图；

图3示出了根据本申请另一个实施例的基于区块链的清洁能源交易方法的示意图；

图4示出了根据本申请一个实施例的基于区块链的清洁能源交易装置的结构示意图；

图5示出了根据本申请另一个实施例的基于区块链的清洁能源交易装置的结构示意图；

图6示出了根据本申请一个实施例的电子设备的结构示意图；

图7示出了根据本申请一个实施例的计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

清洁能源指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，包括太阳能、风能、水能等可再生资源。因其自身特性，易受光照、风力等自然条件影响，具有随机性和波动性的特点，在现有技术条件下，很难并入能源主干网络，或者并入的成本比较高。此外，由清洁能源组成的微电网，具有分布分散的特点，管理难度大，管理成本高。

本申请的构思在于：针对清洁能源的特点，本申请提出一种基于区块链的清洁能源系统，该系统通过联合各清洁能源节点，形成一个多方参与、实时交易、自动结算、高效运转的清洁能源系统。

区块链(Block chain)：是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链本质上是一个去中心化的数据库，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。

智能合约(Smart contract)：是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。区块链系统中的各个节点根据特定条件自动执行的合约程序，可以对链上存储的数据进行操作，是用户与区块链进行交互、利用区块链实现业务逻辑的重要途径。智能合约的目的是提供优于传统合约的安全方法，并减少与合约相关的其他交易成本，它允许在没有第三方的情况下进行可信交易，这些交易可追踪且不可逆转。因此，区块链具有可追溯性和不可篡改性，保证了数据的可信可靠。

清洁能源：是指不排放污染物，能够直接用于生产、生活的绿色能源。清洁能源包括了核能和可再生能源；可再生能源又包括了太阳能、风能、生物能、水能、地热能、氢能等。示意性的，对上述清洁能源的无污染的性质进行说明，比如，太阳能是将太阳的光能转换为其他形式的热能、电能、化学能，在能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、无污染的新型能源；又比如，氢无毒，在燃烧过程中生成水和少量氮化氢，少量氮化氢经适当处理不会污染环境，因此，氢能对环境无污染，且燃烧生成的水可以继续制氢，反复循环使用。

针对清洁能源的特点，本申请提出一种基于区块链的清洁能源系统，该系统通过联合各清洁能源节点，形成一个多方参与、实时交易、自动结算、高效运转的清洁能源系统。

图1示出了根据本申请一个实施例的基于区块链的清洁能源系统结构示意图，如图1所示，本申请的基于区块链的清洁能源系统包括至少一个电力生产节点、至少一个电力消耗节点、配电中心以及能源交易中心。电力生产节点分别连接配电中心和能源交易中心，电力消耗节点分别连接配电中心和能源交易中心，配电中心连接能源交易中心。电力生产节点可用于根据能源交易中心发出的智能合约通过配电中心向电力消耗节点提供电能。能源交易中心可用于记录电力生产节点、电力消耗节点以及配电中心在能源交易过程中的交易信息并为电力生产节点、电力消耗节点进行资金结算。

在本申请的一些实施例中，电力生产节点为智能微电网，智能微电网是由以下的至少一个能源节点组成的：风能节点、水能节点、太阳能节点、生物能节点、地热能节点、氢能节点。电力消耗节点为能源消费节点，能源消费节点为以下的任意一种或几种：居民能源消费节点、商业能源消费节点、工业能源消费节点。

也就是说，在本申请中，电力生产节点为能源供应商，可以为风能、水能以及其他能源供应商。而电力消耗节点为能源消耗节点，如个人用户，消费形式可以为但不限于手机充电，汽车充电等；又如企业用户，消费形式可以为但不限于灌溉、照明等。

在本申请中，在区块链上设立了能源交易中心，电力生产节点与电力消耗节点的交易即通过该能源交易中心来实现。

在本申请的一些实施例中，基于区块链的清洁能源系统还包括：至少一个金融服务节点，金融服务节点根据能源交易中心中记录的历史流信息，为电力生产节点提供金融服务，金融服务为以下的至少一项：风险评估、运营水平评估、经济援助。

上述的金融服务节点可以为银行等金融机构，由于区块链的信息的可靠性，能源交易中心中记录的历史流信息能够为电力生产节点的经营情况提供高度可信的背书，电力生产节点可以依据其在能源交易中心中的历史交易信息向金融机构申请金融服务，如贷款、融资等。

由上述可知，本申请针对清洁能源的特点，提出一种基于区块链的清洁能源系统，该系统通过联合各清洁能源节点，组成区块链电力生产节点，各电力生产节点与配电中心连接；同时建立区块链能源交易中心，交易中心为电力生产节点与电力消耗节点到的交易提供可信服务，因此，交易中心统筹了参与能源交易各方的信息，形成一个完整的清洁能源交易网络。在清洁能源网络中，电力的生产，消费数据会自动记录在区块链上，最终形成一个多方参与、实时交易、自动结算、高效运转的清洁能源系统。

如2示出了根据本申请一个实施例的基于区块链的清洁能源交易方法的流程示意图，该方法用于电力生产节点，该方法包括：

步骤S210，接收能源交易中心的第一智能合约，并根据第一智能合约将电能输送到所述配电中心后，将配电信息写入区块链，其中第一智能合约是能源交易中心根据电力消耗节点发出的能源购买请求生成的。

对应电力生产节点来说，首先接收能源交易中心的第一智能合约，第一智能合约是能源交易中心根据电力消耗节点发出的能源购买请求生成的，其中，可包括购电数量，购电时间，购电用户名称及账号等信息，电力生产节点根据这些信息为配电中心进行配电。

步骤S220，接收能源交易中心在电力消耗节点在配电中心获得电能并支付相应的结算资金后，发出的第二智能合约，第二智能合约是能源交易中心根据电力消耗节点的实际能源消耗量生成的。

电力消耗节点在配电中心获得电能并支付相应的结算资金后，配电中心将电力消耗节点的实际用电量写入区块链中，能源交易中心根据该信息生成了第二智能合约，并将其广播至电力生产节点，电力生产节点可在第二智能合约中核实实际用电量等信息，并确认该合约。

步骤S230，根据第二智能合约从能源交易中心兑付相应的结算资金。

在第二智能合约被确认后，能源交易中心会为电力生产节点兑付相应的结算资金。

从图2所示的方法可以看出，作为电力生产节点的能源供应商能够灵活、及时、可靠地与作为电力消耗节点的能源消耗用户进行交易，避免了清洁能源由于发电量小，难以并入主电网的尴尬境地，极大程度上扩展了电能的消耗渠道，实现经济利益扩大化。

在本申请的一些实施例中，上述的基于区块链的清洁能源交易方法还包括：在本电力生产节点中的一个能源节点的发电能力不能满足第一智能合约中的电能需求量，则从本电力生产节点中的其他能源节点调配电能，并将调配流信息写入区块链中。

如图1所示，一个电力生产节点往往不只一个能源节点，其是由多个能源节点组成的，在电力消耗节点对用电量需求比较大的情况下，存在着一个能源节点不能提供足够定能的情况，这时候可以从该电力生产节点的其他能源节点调配电能，并将该调配流信息写入区块链中，能源交易中心在生成第二智能合约时，可根据该调配信息，将电力消耗节点的结算资金按照比例分配给电力生产节点的下级子节点，也就是不同的能源节点。这样极大程度上实现了能源的灵活调配，方便交易。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种清洁能源交易方法，该方法用于电力消耗节点，如与配电中心通信连接的电子设备等，该方法包括：向能源交易中心发出能源购买请求；接收能源交易中心根据电力消耗节点的实际能源消耗量生成的第二智能合约；在通过配电中心获取能源完毕后，根据第二智能合约，向能源交易中心支付相应的结算资金。

以图3所示的根据本申请的另一个实施例的基于区块链的清洁能源交易方法为例，图3示出的是为新能源汽车充电的过程，在这里，太阳能微电网为电力生产节点，新能源汽车与其主人共同为电力消耗节点，充电桩为配电中心。

首先，电力消耗节点通过操作充电桩上的设备和/或与充电桩通信连接的电子设备，发出购电请求，该购电请求被充电桩写入能源交易中心，在购电请求中包括但不限于购电数量，购电时间，购电用户名称及账号等信息；能源交易中心根据该购电请求生成第一智能合约，并将其广播出去，电力消耗节点根据该智能合约中的购电数量为充电桩配电，并将配电信息写入区块链；电力消耗节点在充电桩或电子设备提示可以充电的情况下，可以提枪充电，在充电完成后，结束充电。这时充电桩将电力消耗节点的实际用电量写入区块链，能源交易中心根据实际用电量生成一个订单，返回至充电桩或与充电桩通信连接的电子设备，电力消耗节点根据该订单进行支付用电款。用电款不会直接汇入电力生产节点的账户，而是汇入了能源交易中心中。

由于实际用电量与第一智能合约中电力消耗节点发出的购电数量可能存在不一致的情况，因此，能源交易中心根据该实际用电量生成第二智能合约，并广播至电力生产节点，待电力生产节点确认后，能源交易中心将用电款发送至电力生产节点。由此完成了一次交易。

图4示出了根据本申请的一种基于区块链的清洁能源交易装置，该装置用于电力生产节点该电力生产节点交易装置400包括：

写入单元410，用于接收能源交易中心的第一智能合约，并根据第一智能合约将电能输送到配电中心后，将配电能源流信息写入区块链，其中第一智能合约是所述能源交易中心根据所述电力消耗节点发出的能源购买请求生成的；

智能合约生成单元420，用于接收所述能源交易中心在所述电力消耗节点在所述配电中心获得电能并支付相应的结算资金后，发出的第二智能合约，所述第二智能合约是所述能源交易中心根据所述电力消耗节点的实际能源消耗量生成的；

兑付单元430，用于根据所述第二智能合约从所述能源交易中心兑付相应的结算资金。

在本申请的一些实施例中，电力生产节点交易装置400还包括：

调配单元，用于在本电力生产节点中的一个能源节点的发电能力不能满足第一智能合约中的电能需求量，则从本电力生产节点中的其他能源节点调配电能，并将调配流信息写入区块链中。

图5示出了根据本申请一个实施例的基于区块链的清洁能源交易装置的结构示意图；该清洁能源交易装置500用于电力消耗节点，包括：

请求发送单元510，用于向所述能源交易中心发出能源购买请求；

接收单元520，用于接收所述能源交易中心根据所述电力消耗节点的实际能源消耗量生成的第二智能合约；

支付单元530，用于在通过所述配电中心获取能源完毕后，根据所述第二智能合约，向所述能源交易中心支付相应的结算资金。

综上所述，本申请的有益效果在于：针对清洁能源的特点，本申请提出一种基于区块链的清洁能源系统，该系统通过联合各清洁能源节点，组成区块链电力生产节点，各电力生产节点与配电中心连接；同时建立区块链能源交易中心，交易中心为电力生产节点与电力消耗节点到的交易提供可信服务，因此，交易中心统筹了参与能源交易各方的信息，形成一个完整的清洁能源交易网络。在清洁能源网络中，电力的生产，消费数据会自动记录在区块链上，最终形成一个多方参与、实时交易、自动结算、高效运转的清洁能源系统。

需要说明的是，上述各装置实施例的具体实施方式可以参照前述对应方法实施例的具体实施方式进行，在此不再赘述。

需要说明的是：

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

例如，图6示出了根据本申请一个实施例的电子设备的结构示意图。该电子设备600包括处理器610和被安排成存储计算机可执行指令(计算机可读程序代码)的存储器620。存储器620可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器520具有存储用于执行上述方法中的任何方法步骤的计算机可读程序代码531的存储空间530。例如，用于存储计算机可读程序代码的存储空间530可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个计算机可读程序代码531。计算机可读程序代码531可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图7所示的计算机可读存储介质。图7示出了根据本申请一个实施例的一种计算机可读存储介质的结构示意图。该计算机可读存储介质700存储有用于执行根据本申请的方法步骤的计算机可读程序代码631，可以被电子设备600的处理器610读取，当计算机可读程序代码631由电子设备600运行时，导致该电子设备600执行上面所描述的方法中的各个步骤，具体来说，该计算机可读存储介质存储的计算机可读程序代码631可以执行上述任一实施例中示出的方法。计算机可读程序代码631可以以适当形式进行压缩。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。