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异构环境下基于区块链的能源互联网可信交互数据系统 

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申请/专利权人:中国电力科学研究院有限公司;国家电网有限公司;电子科技大学;国网福建省电力有限公司电力科学研究院

摘要:本发明公开了一种异构环境下基于区块链的能源互联网可信交互数据系统,所述异构环境包括能源消费端、能源传输端、能源生产端各个生产环节中的管理系统及其子系统环境;所述多方可信交互数据流通模型包括异构系统的身份认证、身份识别、身份关联、可信传输以及节点信用评估。本发明旨在解决能源互联网环境中异构系统数据交互所涉及的跨域访问流程繁琐、数据管控力度不大而造成的数据不可信、数据易被篡改的问题,有利于增进能源互联网中的信任传递与数据流通效率,具有广阔的应用前景。

主权项:1.一种异构环境下基于区块链的能源互联网可信交互数据系统,其特征在于,该异构环境下基于区块链的能源互联网可信交互数据系统包括能源感知层、网络传输层、数据中台层和应用服务层四大模块,并且用户能源数据分析模型包含在数据中台层:其中,所述能源感知层包括以电力数据采集终端管理系统、广域监测系统、停电管理系统以及电力物理信息系统的能源边缘设备终端管理系统构成的能源互联网信息系统,主要负责能源互联网边缘端的能源物资信息采集、监测、汇合环节;能源感知层在数据传递前将所采集数据进行标准化,依据IEC61850标准对数据进行标准化建模,将含有电力配置描述语言Substationconfigurationdescriptionlanguage,SCL的各类SCDCIDSSD数据文件转化为格式统一的公共信息模型Commoninformationmodel,CIM文件,并基于IEC61850标准的数据标准化模型建立后再进行网络传输;所述网络传输层包括分布式组网机制和数据传播与验证机制,采用P2P网络的组网方式,所有节点以扁平拓扑结构相互连通,并基于业务共识需求选取共识算法进行数据传播与验证;共识算法支持股权授权证明共识算法DelegatedProofofStake,DPOS、实用拜占庭容错共识算法PracticalByzantineFaultTolerance,PBFT、卡夫卡共识算法Kafka以及Raft共识算法的多种共识算法的并行与组合,依据不同业务场景中节点数量、数据量流通大小的指标参数来对共识算法进行选择与组合,实现能源联盟链中的高效节点共识,之后通过电力信息专网传输到各个数据处理中心;所述数据中台层包括能源互联网中多种数据的存储方式、调用方式以及集成方式,数据采用分布式数据进行存储;智能合约引擎封装区块链平台的各类脚本代码、算法,是建立在区块链虚拟机之上的商业逻辑和算法,调用智能合约的时候会自动执行智能合约的代码执行图灵完备的计算,本质上是对上层业务逻辑进行支持,基于智能合约对数据进行调用有效保证数据的安全性与完整性;数据的集成方式体现为各类库的封装;其中,可信身份库是基于权威的通用基础身份信息库实现接入,用以提供用户身份的真实信息;统一身份标识信息库存储和维护能源联盟链平台派发给新用户的统一标识信息,在跨域访问、信用评价的功能实现上都需要调用统一身份标识库对外提供的接口,统一身份标识库由各个加入能源联盟链的节点进行分布式维护,可信身份库与统一身份标识库在应用服务层用户使用系统的过程中行使身份核验的作用;模型库用以汇总存储用户能源数据分析模型,依据能源使用历史情况进行能源使用行为分析,并根据行为特征建立模型,实现用户行为理解,针对应用服务层中用户在客户端的一系列行为操作能依据历史模型进行模型预测,及时发现用户的异常行为产生;信用评价算法库用以计算用户在系统中的信用值,用户在作为服务提供方或者作为服务接受方的同时都能够进行信用评价用以实现自身在系统中的优先程度;进一步地,信用评价算法库中设立函数单元用来构建信用评价体系特征函数;其中C为信用值,G为参考指标在最近评价次数中的算数平均值,评价对象的个数为n个,w为权重;信用评价体系特征函数:其中特征函数中的权重值由熵值法进行确定,利用信息熵评价所获信息的变异程度用以降低人为因素对评价过程的干扰;在给定n个评价对象、w个评价指标的问题中,第j个指标的熵值定义为:其中,Ej称为第j个指标的熵值,j=1,2,...,m;xij表示第i个评价对象的第j个指标的标准值,并假设当fij=0时,Eij=0,那么第j个指标的权重定义为:所述应用服务层中,客户服务系统为包含能源交易应用场景、电力物联网应用场景、国网线上应用场景的多种客户服务系统,即包括能源消费端、能源传输端、能源生产端各个生产环节中针对多个应用场景的客户服务系统,各客户服务系统之间的跨域交互实现各类能源物资数据信息流在部门之间的高效运转;异构客户服务系统之间的跨域访问基于公私钥机制实现;不同客户服务系统的用户上传自身所在系统公钥至能源联盟链中,当需要跨域访问其他客户服务系统时向能源联盟链提出申请,请求访问系统的公钥,所述用户的行为记录,包括能源使用记录、跨域访问记录、登录日志均上传至能源联盟链中,不可篡改,而能源联盟链中将用户行为记录上链,即实现用户客户端系统上的行为留痕上链,有利于后期出现异常行为进行行为追溯;进一步地,所述用户能源数据分析模型的构建依据于能源联盟链中的行为记录进行构建;所述用户能源数据分析模型与统一身份标识进行绑定,依据历史模型对用户未来的能源使用进行分析预测,当下次能源使用行为与预测模型严重不符时进行用户身份核验,确定本次在能源联盟链平台中执行操作行为的用户节点真实性。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 中国电力科学研究院有限公司 国家电网有限公司 电子科技大学 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 异构环境下基于区块链的能源互联网可信交互数据系统

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