区块链技术是利用块链式数据结构来验证和存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式,能够为多方协作提供信任基础。随着电力市场改革的逐渐深入,市场各方对电力交易公开透明度、高效自主交易、交易可追溯、信息权威性及防篡改等提出更高要求。区块链的特性与电力交易需求相契合,电力交易将是区块链应用的一片沃土。
01、电力交易如何与区块链融合
交易业务有以下几方面需求痛点:①多方互信,交易业务涉及国家电网、南方电网、蒙西电网,及其所辖范围内售电企业、电力用户、自备电厂等各方主体,相关结算统计工作需要具备强大公信力;②点对点可信交易,交易业务需要透明可信、灵活自由,为市场主体提供便捷可靠的参与体验;③追踪溯源,交易业务需要实现可溯源,可在市场初期防止多次交易进行套利;④监测监管,国家发改委、国家能源局、地方政府需要对交易业务开展常态化监管。电力交易需求与区块链技术融合如图1所示。
区块链技术具有开放互信、多方共识、不可篡改、全程追溯等技术特性,与电力交易业务有高度的需求共鸣和技术契合:①应用区块链多方共识、防篡改特性,实现交易全过程真实可信、不可篡改或抵赖,从技术上保障了各项工作的公信力;②应用区块链智能合约技术,实现交易申报出清链上运行,支撑大规模点对点式交易灵活可信运作;③应用区块链链式存储结构,实现交易电量全生命周期追踪溯源,杜绝遗漏和篡改;④应用区块链共享特性,实现不同主体间的数据集成与确权,并高效支撑政府监管部门开展监测监管。
02、电力交易应用区块链的潜在场景
综合考虑区块链的技术特征和电力市场未来发展的趋势,电力批发市场、电力零售市场、分布式发电市场化交易、电力衍生品交易、源荷互动电力交易、市场主体信用评价方面将是电力交易应用区块链的潜在场景。区块链技术在电力交易中的应用场景如图2所示。
1)场景1——电力批发市场
市场主体在未来电力市场中将会有更多的跨省运营需求,通过交易需求与区块链技术的融合,可以将市场主体信息在全国各个交易机构间实现高效同步和安全共享,能够为全国范围内售电量联合统计、注册信息变更高效同步、资产异地准确核验等问题找到解决方案。
2)场景2——电力零售市场
通过搭建基于区块链智能合约的零售交易平台,可以向售电公司、零售用户提供自主维护的代理套餐合约编辑功能,当合约发布上链触发成交条件时,自动达成代理协定并形成合同,实现交易的公开透明与安全高效。此外,可以应用区块链有效查验售电公司的履约保函,从而提高工作效率。
3)场景3——分布式发电交易
在区块链智能合约功能中,可以实现全天候分布式发电智能撮合交易,使购售双方交易需求发布至区块链,当买卖挂单触发成交条件,智能合约按规则自动匹配交易双方,达成交易结果并上链存证。分布式发电交易全流程自动执行、安全可信,能够有力提升交易的便捷性和可靠性。
4)场景4——电力衍生品交易
通过应用智能合约可以实现交易申报、出清全业务链上运作,保障交易可信高效。当交易业务与区块链电子签名技术融合后可以核发消纳凭证,保证数据真实可信,提升发行权威性。通过区块链可以实现第三方主体计量数据确权集成,保障全生命周期监测统计可再生能源消纳情况。
5)场景5——源荷互动交易业务
应用基于区块链高效打通储能、电动车、虚拟电厂等分散的源荷终端,可以为源荷高效互动管理奠定技术基础。应用智能合约可以将源荷互动交易申报、出清、执行、补偿等环节全部链上运作,通过多方共识,保障源荷互动交易的透明度和可信度,实现市场的绿色生态环境。
6)场景6——市场主体信用评价
应用区块链解决目前各行业、各部门信用数据割裂、难以共享互用等问题。通过将市场主体的信用信息与评测结果上链,在确保信息安全可控的前提下,能够实现数据确权,提高交易的可信度,同时实现各领域信用数据高效共享,为全社会信用体系建设助力。
03、电力交易应用区块链考虑的技术问题
1)运算处理性能问题。应用区块链分布式记账与多节点共识计算,可能会对系统处理性能带来一定影响。通过研究多级缓存、内置合约、分层分区共识等技术,优化共识算法,能够有效提升处理性能,为未来电力交易高并发业务需求找到解决方案。
2)存储容量问题。在交易业务应用区块链技术的过程中,对于底层数据存储是有一些要求的,分布式记账需要更大的存储容量。通过研究适合海量数据实时交互的混合存储技术,可以实现交易业务的快速高效发展。
3)安全风险问题。交易业务与区块链技术融合,在选取共识算法的过程中一定要特别注意,避免智能合约遭受攻击。通过研究区块链隐私保护技术,可以加密保护和授信共享市场成员的私有数据、商业秘密数据等敏感数据。
4)去中心化问题。需要研究适合电力交易的区块链治理技术,在中心化的交易规则、交易组织与去中心化的区块链技术结合的过程中,保障交易规则流程统一的前提下,探索创新灵活自治的交易模式,为市场主体降低交易成本,提升服务体验。
区块链深化应用需要研究解决的问题如图3所示。