区块链视角下的电能质量数据管理技术研究

doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.01.008

华电技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (1): 45-51.doi: 10.3969/j.issn.1674-1951.2021.01.008

• 云技术与电网数据管理 • 上一篇下一篇

区块链视角下的电能质量数据管理技术研究

缪宇峰¹(), 胡翔¹, 赵莉莉¹, 崔金栋²^,^*(), 包晨瑞²

1.杭州电力设备制造有限公司余杭群力成套电气制造分公司，杭州 311100
2.东北电力大学经济管理学院,吉林吉林 132012

收稿日期:2020-09-16 修回日期:2021-01-04 出版日期:2021-01-25 发布日期:2021-02-01
通讯作者: 崔金栋
作者简介:缪宇峰（1987—）,男,浙江杭州人,工程师,从事电力系统及其自动化技术研发和管理工作（E-mail:1076118732@qq.com）。

Research on power quality data management technology from the perspective of blockchain

MIAO Yufeng¹(), HU Xiang¹, ZHAO Lili¹, CUI Jindong²^,^*(), Bao Chenrui²

1. Yuhang Qunli Complete Electrical Manufacturing Branch of Hangzhou Power Equipment Manufacturing Company Limited, Hangzhou 311100, China
2. College of Economics and Management，Northeast Electric Power University, Jilin 132012, China

Received:2020-09-16 Revised:2021-01-04 Online:2021-01-25 Published:2021-02-01
Contact: CUI Jindong

摘要/Abstract

摘要：

为了优化管理电能质量数据并深度挖掘其潜在价值,提出了利用区块链技术的去中心化及分布式存储等特点来解决由于电能质量数据的多源异构而产生的“信息孤岛”问题,并保证信息的真实可靠。分析了区块链技术与电能质量的特征,建立了区块链视角下的电能质量数据管理技术框架并详细说明了各层级间的内容及架构,通过阐明各层级间的作用机理,论述了电能质量数据处理的过程,可为区块链技术应用于电能质量数据管理提供参考。

关键词: 区块链, 电能质量, 数据管理, 去中心化, 多源异构, 技术框架

Abstract:

To improve the management of power quality data and explore their value in depth,a solution to the“information island”resulting from multi-source heterogeneous power quality data was proposed based on blockchain technology featured by decentralization and distributed storage. The scheme can make the data authentic and reliable. A technical framework of power quality data management was built from the perspective of blockchain based on the characteristics of blockchain technology and power quality data. The content, structure and mechanism between different levels were expounded and the processing flow of power quality data was analyzed, which can facilitate the blockchain technology application in power quality data management.

Key words: blockchain, power quality, data management, decentralization, multiple sources and heterogeneity, technical framework

中图分类号:

TM933:TP311.13

缪宇峰, 胡翔, 赵莉莉, 崔金栋, 包晨瑞. 区块链视角下的电能质量数据管理技术研究[J]. 华电技术, 2021, 43(1): 45-51.

MIAO Yufeng, HU Xiang, ZHAO Lili, CUI Jindong, Bao Chenrui. Research on power quality data management technology from the perspective of blockchain[J]. Huadian Technology, 2021, 43(1): 45-51.

图/表 5

图1

图2

表1

图3

表2

参考文献 17

[1]	袁勇, 王飞跃. 区块链技术发展现状与展望[J]. 自动化学报, 2016,42(4):481-494. doi: 10.16383/j.aas.2016.c160158
	YUAN Yong, WANG Feiyue. Development status and prospect of blockchain technology[J]. Acta Automatica Sinica, 2016,42(4):481-494. doi: 10.16383/j.aas.2016.c160158
[2]	ANDONI M, ROBU V, FLYNN D. Blockchains:Crypto-control your own energy supply[J]. Nature, 2017,548(7666):158. doi: 10.1038/548158a pmid: 28796208
[3]	NAKAMOTO S. Bit coin:A peer-to-peer electronic cash system[J]. Consulted, 2009,75(8):1042-1048.
[4]	王群, 李馥娟, 王振力, 等. 区块链原理及关键技术[J]. 计算机科学与探索, 2020,14(10):1621-1643.
	WANG Qun, LI fujuan,WANG Zhenli,et al. Principles and key technologies of blockchain[J]. Computer Science and Exploration, 2020,14(10):1621-1643.
[5]	SIRAJ R. Decentralized applications[M]. Sebastopol: O'Reilly Media Incorporated, 2016: 61-63.
[6]	崔金栋, 王胜文, 辛业春. 区块联盟链视角下智能电网数据管理技术框架研究[J]. 中国电机工程学报, 2020,40(3):836-848.
	CUI Jindong, WANG Shengwen, XIN Yechun. Research on technical framework of smart grid data management from consortium blockchain perspective[J]. Proceedings of the CSEE, 2020,40(3):836-848.
[7]	BECK R. Beyond bitcoin:The rise of blockchain world[J]. Computer, 2018,51(2):54-58.
[8]	TAPSCOTT D, TAPSCOTT A. How blockchain will change organizations[J]. MIT Sloan Management Review, 2017,58(2):10-13.
[9]	SUBRAMANIAN H. Decentralized block chain-based electronic marketplaces[J]. Communications of the ACM, 2017,61(1):78-84.
[10]	ASTE T, TASCA P, MATTEO T D. Blockchain technologies:The foreseeable impact on society and industry[J]. Computer, 2017,50(9):18-28.
[11]	杨德昌, 赵肖余, 徐梓潇, 等. 区块链在能源互联网中应用现状分析和前景展望[J]. 中国电机工程学报, 2017,37(13):3664-3671.
	YANG Dechang, ZHAO Xiaoyu, XU Zixiao, et al. Application status and prospect of blockchain in energy Internet[J]. Chinese Journal of Electrical Engineering, 2017,37(13):3664-3671.
[12]	丁伟, 王国成, 许爱东, 等. 能源区块链的关键技术及信息安全问题研究[J]. 中国电机工程学报, 2018,38(4):1026-1034.
	DING Wei, WANG Guocheng, XU Aidong, et al. Research on key technologies and information security of energy blockchain[J]. Chinese Journal of Electrical Engineering, 2018,38(4):1026-1034.
[13]	梅文明, 王栋. 区块链技术在电力领域应用场景的探索分析[J]. 电力信息与通信技术, 2020,18(2):21-29.
	MEI Wenming, WANG Dong. Exploration and analysis of application scenarios of blockchain technology in power field[J]. Power Information and Communication Technology, 2020,18(2):21-29.
[14]	张震宇, 陈刚, 林勇, 等. 基于区块链的电力资源管理[J]. 科技与创新, 2020(1):1-6.
	ZHANG Zhenyu, CHEN Gang, LIN Yong, et al. Power resource management based on blockchain[J]. Science and Technology and Innovation, 2020 ( 1):1-6.
[15]	张宇帆, 艾芊, 肖斐, 等. 数据驱动电能质量分析现状及其支撑技术与展望[J]. 电力自动化设备, 2018,38(11):187-196.
	ZHANG Yufan, AI Qian, XIAO Fei, et al. Status quo of data-driven power quality analysis and its supporting technologies and prospects[J]. Power Automation Equipment, 2018,38(11):187-196.
[16]	杨琳, 龚钢军, 林红, 等. 基于区块链技术的能源电力特色数据库管理[J]. 华电技术, 2020,42(8):48-53.
	YANG Lin, GONG Gangjun, LIN Hong, et al. Database management with energy and power characteristics based on blockchain technology[J]. Huadian Technology, 2020,42(8):48-53.
[17]	王云泽, 王秋瑾, 马欣欣. 基于区块链技术的能源互联网交易方案设计[J]. 华电技术, 2020,42(8):83-89.
	WANG Yunze, WANG Qiujin, MA Xinxin. Design of energy internet trading system based on blockchain technology[J]. Huadian Technology, 2020,42(8):83-89.

共识机制	简称	特征及应用效果
工作量证明	PoW	使所有分布式节点都保持相同的竞争算力,以获取区块记账权,增强平台的安全性;需消耗大量电能,出块较慢,无法满足实际交易需求
权益证明	PoS	降低了能耗,避免了算力过于集中,减少了达成共识所需时间;本质上仍需网络中的节点进行挖矿运算
授权股份证明	DPoS	避免算力过剩,提高系统的计算效率,只需少量节点参与验证与记账,实现秒级共识验证;无法摆脱对代币的依赖
实用拜占庭容错	PBFT	保证参与传输过程的节点算力稳定,将容错率保持在总节点数的1/3以下,避免主链分叉,保证平台的安全稳定
瑞波共识机制	RPCA	所有节点共同对数据信息进行确认,提升数据在平台中的传输速度,缩短认证时间;可自动对信息记录进行更新

特点	传统的电能质量数据管理平台	区块链视角下的电能质量数据管理平台
安全性	在电网运行、电力调度过程中产生的部分数据涉及参与者的隐私,数据泄密可能会使其利益受损	区块链采用了非对称密码学原理,可将数据转换成密文,若没有密钥,则无法对密文进行解析,可保证电能质量数据存储及应用的安全性
开放性	在电网企业内部,电能质量数据只对部分部门的部分管理人员开放,并不是所有员工都拥有对电能质量数据平台的访问或管理权限	区块链可将电能质量数据进行分布式存储,且该技术的信息处理功能强大,具有较强的可拓展性;此外,还能通过对不同对象设置不同层次权限来控制数据平台的开放性
可靠性	传统管理平台是中心化的,后台数据较易被人为篡改,无法保证数据的真实可靠	区块链具有较强的可靠性,只有在51%以上的节点同时受到攻击时,数据才能被篡改,而这种情况凭借如今的技术很难做到
互联性	在数据流方面,各参与方无法做到完全互通互信	区块链节点上的数据进行点对点传输,保证了数据传输时的畅通互联

区块链视角下的电能质量数据管理技术研究

Research on power quality data management technology from the perspective of blockchain

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 5

参考文献 17

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	梁曦文, 王映品, 李林, 谢运祥. 有源电力滤波器直流电压简单模糊比例控制[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(4): 28-35.
[2]	何清素, 韩庆芝, 刘志远, 张兆师. 区块链技术在碳交易中的应用研究[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(3): 23-28.
[3]	尚楠, 黄国日. 面向零售侧的点对点交易体系：概念、国际经验与相关启示[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(2): 49-59.
[4]	王程, 崔维平, 高洪达, 贺鹏, 刘睿, 刘键烨, 陈光, 李心达. 区块链技术在能源数字经济中的应用研究[J]. 华电技术, 2021, 43(5): 23-29.
[5]	李彬, 杨帆, 赵燕玲, 祁兵, 石坤. 基于边缘物联代理的综合需求响应关键技术研究[J]. 华电技术, 2021, 43(4): 56-62.
[6]	赵国涛, 钱国明, 丁泉, 黄超. 基于区块链的可再生能源消纳激励机制研究[J]. 华电技术, 2021, 43(4): 71-77.
[7]	魏佳栋, 许飞, 曹辉, 缪忠杰, 叶长徽, 周念成. 基于物联网的配电变压器智能感知平台及其安全构架[J]. 华电技术, 2021, 43(1): 1-5.
[8]	卞阳, 赵奇剑, 胡水军, 徐华, 曹利, 周念成. 基于云平台的智能配电网电能质量监测预警研究与应用[J]. 华电技术, 2021, 43(1): 31-37.
[9]	姚海燕, 吴金荣, 徐辉, 崔金栋, 崔天赢. 语义物联视角下的电力设计公司数据管理研究[J]. 华电技术, 2021, 43(1): 38-44.
[10]	葛一统, 向锋铭, 余桂华, 崔金栋, 李晨雨. 大数据背景下的电力营销信息化建设研究[J]. 华电技术, 2021, 43(1): 76-82.
[11]	张晋宾, 张子立, 李云波 . 区块链：概览、国际标准及在能源领域的应用分析[J]. 华电技术, 2020, 42(8): 1-10.
[12]	杨晟, 孙跃, 龚钢军, 杨佳轩, 周波 . 基于能源区块链的综合能源服务研究[J]. 华电技术, 2020, 42(8): 11-16.
[13]	喻小宝, 郑丹丹. 区块链技术在能源电力领域的应用及展望[J]. 华电技术, 2020, 42(8): 17-23.
[14]	李云波, 张子立, 张晋宾, 罗喜伶, . 基于区块链的分布式微电网交易与能源调度研究[J]. 华电技术, 2020, 42(8): 24-31.
[15]	吉斌, 刘妍, 朱丽叶, 昌力, 曹斌, . 基于联盟区块链的电力碳权交易机制设计[J]. 华电技术, 2020, 42(8): 32-40.