一种基于区块链技术的新型能源运营系统及方法与流程

本发明属于能源运营系统技术领域，特别是涉及一种基于区块链技术的新型能源运营系统及方法。

背景技术：

2016年7月，国家能源局发布《关于组织实施“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目的通知》。能源互联网是互联网和智慧能源的结合，旨在利用大数据，云计算等互联网技术实现全面智能化管控，提高能源利用效率、优化能源配置。在能源互联网的背景下，能源运营系统应运而生。能源运营系统是面向能源供应商，能源用户等主体的能源交易与交易数据管理的电子商务平台，主要通过互联网技术实现多主体交易，交易数据管理，能源配置与用户用能优化，从而为能源互联网的发展提供基础业务支撑。

目前已经出现区块链应用于能源互联网方面的研究，这些研究可以大致分为宏观和微观两个方面。宏观方面从整体上研究区块链的框架、应用、体系等；微观方面从安全性、交易效率等角度研究区块链,宏观方面的研究主要从整体上讨论区块链在能源互联网如何应用，框架如何设计，安全问题如何解决等问题，没有针对具体的应用以及实践过程进行深入的探讨；而微观方面的研究仅针对能源互联网应用中的某一方面进行探讨，没有涉及能源运营系统的全部流程和问题。能源运营系统涉及交易、数据处理等交易一体化的流程，目前的研究基本没有涉及有关该系统全面的探讨。

因此，如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种基于区块链技术的新型能源运营系统及方法，能有效解决上述没有涉及能源运营系统的全部流程的不足之处。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种基于区块链技术的新型能源运营系统，包括用于实现面向交易主体功能的应用层和用于面向应用层且为应用层提供交易技术支持的区块链层，所述应用层包括：

用于提供注册、登录、验证、查询以及身份管理服务的交易主体身份认证模块；

用于保证交易信息的安全和隐私、提供数据登记、授权以及查询服务的交易记录可信受控存储模块；

用于为交易主体实现交易流程，提供注册和登记、绿证生成、绿证交易以及绿证兑付服务的绿证交易模块。

作为优选，该运营系统还包括ca模块，所述ca模块包括：

用于提供签名证书的ca根服务器；

用于传递用户请求的ca中间服务器；

用于接收用户请求的ca客户端、sdk/客户端；

用于承载交易功能的网络节点。

作为优选，所述交易记录可信受控存储模块包括：

用于数据加密的数据加密模块；

用于验证密匙的密匙验证模块；

用于数据解密的数据解密模块。

作为优选，所述绿证交易模块包括：

用于绿证兑换和发行绿证的绿证颁发机构；

用于绿证出售的出售主体；

用于绿证发布的绿证平台；

用于绿证交易的绿证交易平台；

用于购买绿证的购买主体。

作为优选，所述区块链包括区块链应用接口、区块链应用开发框架、区块链基础平台和区块链治理管控平台。

一种基于区块链技术的新型能源运营方法，该运营方法包括步骤：

1)交易主体身份验证；

2)交易主体数据管理；

3)绿证交易。

作为优选，所述交易主体身份验证包括步骤：

1)交易主体身份认证模块与ca模块进行配合，ca模块为交易主体提供证书签名；

2)交易主体通过ca中间服务器向ca根服务器申请签名证书；

3)通过认证后进入网络节点进行交易。

作为优选，所述交易主体数据管理包括步骤：

1)所述数据加密模块为所有可信数据进行加密再传送至区块链；

2)所述密匙验证模块对区块链上的用户进行授权验证；

3)用户通过验证后得到授权，数据解密模块获得授权用户后进行数据的解密；

4)解密后可访问经授权的数据，这个授权只是授权给这一个使用方的，其他使用方未经授权依然无法访问这个数据。

作为优选，所述绿证交易包括步骤：

1)所述绿证颁发机构对完成绿证交易注册的出售主体颁发绿证并进行认证和备案；

2)绿证颁发机构发行绿证至绿证平台；

3)所述出售主体通过绿证交易平台出售绿证，购买主体在绿证交易平台与出售主体进行绿证交易。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提出的能源运营系统主要功能包括身份认证、交易记录的可信受控存储以及绿证交易。实现了一体化交易服务流程，有效提高了能源交易的效率，规范了能源交易的流程；利用区块链技术存储和管理系统中所有的数据，包括用户数据和交易数据等，从整体上保证了所有流程中数据的安全性、隐私性，提高交易流程中数据交换的高效性；统的区块链底层平台在已有区块链技术的基础上进行了性能、稳定性、安全性等方面的改进，保证了能源交易的高效进行；构建了可扩展的区块链应用开发框架接口，可以方便高效地开发区块链应用。

附图说明

图1是本发明的系统总体架构图；

图2是ca模块结构图；

图3是交易记录可信受控存储模块结构图；

图4是绿证交易模块结构图。

附图标记说明：1-交易主体身份认证模块，2-交易记录可信受控存储模块，3-绿证交易模块，4-区块链，101-ca根服务器，102-ca客户端，103-

sdk/客户端，104-ca中间服务器，105-网络节点，201-数据加密模块，202-密匙验证模块，203-数据解密模块，301-绿证颁发机构，302-绿证平台，303-绿证交易平台，304-出售主体，305-购买主体，401-区块链应用接口，402-区块链应用开发框架，403-区块链基础平台，404-区块链治理管控平台。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

实施例一

如图1至图4所示，一种基于区块链技术的新型能源运营系统及方法，包括用于实现面向交易主体功能的应用层和用于面向应用层且为应用层提供交易技术支持的区块链层，所述应用层包括用于提供注册、登录、验证、查询以及身份管理服务的交易主体身份认证模块1；用于保证交易信息的安全和隐私、提供数据登记、授权以及查询服务的交易记录可信受控存储模块2；用于为交易主体实现交易流程，提供注册和登记、绿证生成、绿证交易以及绿证兑付服务的绿证交易模块3；用于面向应用层，为应用层提供交易技术支持区块链层。交易主体身份认证模块1提供注册、登录、验证查询以及身份管理功能，任何交易主体通过ca客户端102进入区块链前，需要通过ca中间服务器104向ca根服务器101申请签名证书，通过认证后才能加入网络节点105，ca证书和区块链4为数据的安全性提供双重的保证。

本实施例中，实现了一体化交易服务流程，有效提高了能源交易的效率，规范了能源交易的流程。

实施例二

如图1至图4所示，一种基于区块链技术的新型能源运营系统及方法，包括用于实现面向交易主体功能的应用层和用于面向应用层且为应用层提供交易技术支持的区块链层，所述应用层包括用于提供注册、登录、验证、查询以及身份管理服务的交易主体身份认证模块1；用于保证交易信息的安全和隐私、提供数据登记、授权以及查询服务的交易记录可信受控存储模块2；用于为交易主体实现交易流程，提供注册和登记、绿证生成、绿证交易以及绿证兑付服务的绿证交易模块3；用于面向应用层，为应用层提供交易技术支持区块链层。交易主体身份认证模块1提供注册、登录、验证查询以及身份管理功能，任何交易主体通过ca客户端102进入区块链前，需要通过ca中间服务器104向ca根服务器101申请签名证书，通过认证后才能加入网络节点105，ca证书和区块链4为数据的安全性提供双重的保证,所述交易记录可信受控存储模块2包括数据加密模块201、密匙验证模块202和数据解密模块203，所述密匙验证模块202设在区块链4上,认证方(数据的发布者)对所有要发布的可信数据进行加密后再上链，任何使用方或链上用户在没有得到授权的情况下，无法访问相关的数据，最大限度保证了权益人(数据的提供者)的隐私。使用方(数据的使用者)只有得到权益人的一个明确的授权后者才可以访问相关数据，而且这个授权只是授权给这一个使用方的，其他使用方未经授权依然无法访问这个数据。根据不同的应用场景，授权过程可以在信息发布时同时授权，或者单独进行授权。

本实施例中，当交易完成之后把交易结果存储到区块链，实现可信受控存储，解决可信数据的隐私保护问题,利用区块链技术存储和管理系统中所有的数据，包括用户数据和交易数据等，从整体上保证了所有流程中数据的安全性、隐私性，提高交易流程中数据交换的高效性。

实施例三

如图1至图4所示，一种基于区块链技术的新型能源运营系统及方法，包括用于实现面向交易主体功能的应用层和用于面向应用层且为应用层提供交易技术支持的区块链层，所述应用层包括用于提供注册、登录、验证、查询以及身份管理服务的交易主体身份认证模块1；用于保证交易信息的安全和隐私、提供数据登记、授权以及查询服务的交易记录可信受控存储模块2；用于为交易主体实现交易流程，提供注册和登记、绿证生成、绿证交易以及绿证兑付服务的绿证交易模块3；用于面向应用层，为应用层提供交易技术支持区块链层。交易主体身份认证模块1提供注册、登录、验证查询以及身份管理功能，任何交易主体通过ca客户端102进入区块链前，需要通过ca中间服务器104向ca根服务器101申请签名证书，通过认证后才能加入网络节点105，ca证书和区块链4为数据的安全性提供双重的保证，所述绿证交易模块3包括出售主体304、购买主体305、绿证颁发机构301、绿证平台302和绿证交易平台303，绿证交易平台303设在区块链4上，绿证交易模块3为新能源开发商、电力供应商、电力用户等参与方提供自由选择交易的场所，交易对方直接进行绿证交易，区块链负责绿证交易管理，并保留交易记录等原始数据。监管机构可实时掌握系统的全局信息，方便监管。在系统完成绿证交易注册的交易主体，包括出售主体304(机构用户a)和购买主体305(机构用户b)，绿证颁发机构301根据出售主体的情况定期颁发绿证并进行认证和备案，出售主体304向绿证颁发机构301兑换绿证并在绿证交易平台303出售绿证，购买主体305在绿证交易平台303与出售主体304进行点对点的绿证交易。

本实施例中，绿证交易保证了交易的安全性,保证出售主体和购买主体的交易方便。

实施例四

如图1至图4所示，一种基于区块链技术的新型能源运营系统及方法，包括用于实现面向交易主体功能的应用层和用于面向应用层且为应用层提供交易技术支持的区块链层，所述应用层包括用于提供注册、登录、验证、查询以及身份管理服务的交易主体身份认证模块1；用于保证交易信息的安全和隐私、提供数据登记、授权以及查询服务的交易记录可信受控存储模块2；用于为交易主体实现交易流程，提供注册和登记、绿证生成、绿证交易以及绿证兑付服务的绿证交易模块3；用于面向应用层，为应用层提供交易技术支持区块链层。交易主体身份认证模块1提供注册、登录、验证查询以及身份管理功能，任何交易主体通过ca客户端102进入区块链前，需要通过ca中间服务器104向ca根服务器101申请签名证书，通过认证后才能加入网络节点105，ca证书和区块链4为数据的安全性提供双重的保证，所述区块链4包括区块链应用接口401、区块链应用开发框架402、区块链基础平台403和区块链治理管控平台404，区块链基础平台403是整个区块链层的底层功能支撑，包括性能、稳定性、安全性方面的支撑，加密算法，日志分级存储，大数据分布式存储以及历史区块压缩归档；区块链开发框架402是为技术人员迅速开发区块链应用提供高效的框架，包括接口模块、测试模块、智能合约模块、交易返回结果触发模块以及区块链网络模块；区块链应用接口401是隐蔽底层的开发细节，为各种应用的快速接入和运行提供应用接口，包括用户管理模块、交易模块和查询模块；区块链治理管控平台404是负责整个区块链层的各个节点的通信、数据存储管理等，包括通讯模块、存储模块、数据处理模块和web前端模块。

本实施例中，系统的区块链的底层平台在已有区块链技术的基础上进行了性能、稳定性、安全性等方面的改进，保证了能源交易的高效进行；构建了可扩展的区块链应用开发框架接口，可以方便高效地开发区块链应用。

实施例五

如图1至图4所示，一种基于区块链技术的新型能源运营系统及方法，包括用于实现面向交易主体功能的应用层和用于面向应用层且为应用层提供交易技术支持的区块链层，所述应用层包括用于提供注册、登录、验证、查询以及身份管理服务的交易主体身份认证模块1；用于保证交易信息的安全和隐私、提供数据登记、授权以及查询服务的交易记录可信受控存储模块2；用于为交易主体实现交易流程，提供注册和登记、绿证生成、绿证交易以及绿证兑付服务的绿证交易模块3；用于面向应用层，为应用层提供交易技术支持区块链层。交易主体身份认证模块1提供注册、登录、验证查询以及身份管理功能，任何交易主体通过ca客户端102进入区块链前，需要通过ca中间服务器104向ca根服务器101申请签名证书，通过认证后才能加入网络节点105，ca证书和区块链4为数据的安全性提供双重的保证，绿色证书是一种可交易的、能兑现为货币的凭证，是对可再生能源发电方式进行确认的一种指标。例如，可再生能源每发电1mwh可得到1张绿证。国家能源局于2016年3月份发布《关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》，提出实行可再生能源开发利用配额制，建立可再生能源电力绿色证书交易机制。要求非水电可再生能源发电量需占全部发电量9％以上(2020年)，各省地区全社会用电量中非水电可再生能源电力消纳量需占9％以上(2020年目标)。

政府根据生产情况对可再生能源发电企业核发相应的绿色证书。有配额义务的电力企业等责任方可以通过生产可再生能源或者买入绿色证书的方式完成配额义务。绿色证书需要在交易流通环节体现价值，而监管机构需要对绿色证书的认证登记、发放、转让交易、回收注销进行全周期的跟踪，绿证的认证和交易过程非常复杂、耗时耗力，严重阻碍了绿证的流转。

为此使用区块链技术建立新型的绿证交易管理系统，将极大简化绿证的登记、交易、注销等管理流程，提高监管效率，促进绿证市场的规模化发展。在该系统中，系统将直接从电网认证电表获取可靠的电力数据，便于绿证的认证。新能源开发商、电力供应商、电力用户等参与方可以自由选择交易对方直接进行绿证交易，区块链负责绿证交易管理，并保留交易记录等原始数据。监管机构可实时掌握系统的全局信息，方便监管。

使用区块链技术进行绿证交易的管理，其好处在于：绿证等有关数据使用数字化凭证，数据不可篡改，降低监管成本。绿色证书注册、注销等流程简便化和自动化，提高系统效率。点对点低成本交易，提高交易效率，有助于促进绿色证书的流通。

售电公司直接面向终端用户，将在所经营区域内承担现有电网公司的全部营销业务，其核心工作也将是电力营销，因为营销是供电企业运营的最后一个环节，也是决定企业经营成效的关键。面向用户开展丰富而有层次的市场营销和增值服务，是售电公司的核心业务，也是主要盈利点。具体来讲，售电公司可以通过设计灵活的电力价格，设置各类用电套餐。

用电套餐是一种探索、构建新型电价合约的重要工具，是目前适用于电力营销各主流类型的电价的组合。简单来说，向用户推行用电套餐，即分别设计每类电价，并将其同时呈现给用户，每位用户可根据自身特点、用电习惯和用电偏好任选一种电价模式进行电力消费。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。