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2020年 第42卷 第8期    刊出日期:2020-08-25

    区块链技术综述
    区块链:概览、国际标准及在能源领域的应用分析
    张晋宾, 张子立, 李云波
    2020, 42(8):  1-10. 
    摘要 ( 32 )   PDF (1177KB) ( 8 )  
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    区块链是新兴的热点技术。传统能源向低碳绿色、数字化转型势在必行,基于区块链技术的能源区块链将
    成为我国能源转型及其模式演化的有效助推器。为系统地了解区块链技术及其现状,把握其发展方向,介绍了区
    块链技术的起源和历史背景,描述并分析了区块链和分布式账簿技术的概念、典型特征、类别和发展历程;系统地
    介绍了国际标准化组织(ISO)、国际电信联盟(ITU)和电气和电子工程师协会(IEEE)等与区块链和分布式账簿技术
    相关的主要国际标准的现状与进程;在此基础上,针对区块链技术在能源全过程中的 11 个应用场景,分析了发展能
    源区块链的必要性,总结归纳了能源区块链的 6 个主要应用风险及其应对措施,以期促进我国能源区块链技术研究
    与应用的健康与快速发展。
    基于能源区块链的综合能源服务研究
    杨晟, 孙跃, 龚钢军, 杨佳轩, 周波
    2020, 42(8):  11-16. 
    摘要 ( 37 )   PDF (1125KB) ( 10 )  
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    随着互联网信息技术、可再生能源技术以及电力改革进程的加快,开展综合能源服务已成为提升能源效
    率、降低用能成本、促进竞争与合作的重要发展方向。区块链作为产业创新发展的核心技术,与综合能源服务模式
    有着天然匹配性。对综合能源服务模式进行了分析,构建了基于区块链的主从多链结构的综合能源服务模型,介
    绍了主链节点的选举方法及能源区块链的区块结构,最后探究了区块链支撑下的综合能源服务运行模式,为区块
    链技术在综合能源服务中的应用提供参考。
    区块链技术在能源电力领域的应用及展望
    喻小宝, 郑丹丹
    2020, 42(8):  17-23. 
    摘要 ( 21 )   PDF (1207KB) ( 7 )  
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    随着我国工业化的发展,能源电力作为国民生活的支撑,其发展、交易过程中的安全性、效率、信任度等问
    题受到越来越多的关注。将区块链技术与能源电力结合,能够优化传统的能源电力交易模式,提高交易效率,促进
    能源电力健康发展。基于区块链的结构及去中心化、公开透明等特点,结合世界能源电力的现状以及能源消纳、电
    网配套服务、电力市场所面临的问题,对区块链在能源电力领域的国内外应用案例进行了分析研究,指出了区块链
    技术在能源电力领域面临的安全隐私、政策适应性及效率等方面的挑战,最后对区块链技术在能源电力领域的应
    用进行了展望。
    电力交易与管理
    基于区块链的分布式微电网交易与能源调度研究
    李云波, 张子立, 张晋宾, 罗喜伶,
    2020, 42(8):  24-31. 
    摘要 ( 26 )   PDF (1239KB) ( 9 )  
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    分布式微电网作为能源互联网中重要的组成部分,可优化分布式可再生能源的利用,通过与分布式数据中
    心的融合,又可降低数据中心对传统非清洁能源的依赖和碳足迹。但是由于潜在的安全和隐私问题会引起能源市
    场的不透明性和不确定性,从而导致可再生能源的使用率和交易率低下。引入了一种机遇式的任务调度策略,通
    过对数据中心计算负载的动态调整,优化可再生能源的利用率,且在此基础上提出了基于区块链的动态智能合约
    的制定方法,以有效降低用户的经济开销并提高运营商的经济收益。最后,通过实际的光伏发电数据与数据中心
    的负载数据对上述方法进行评估。仿真试验证明,上述方法对提高分布式可再生能源的利用率及调节买卖双方的
    经济收支表现出良好的效果。
    基于联盟区块链的电力碳权交易机制设计
    吉斌, 刘妍, 朱丽叶, 昌力, 曹斌,
    2020, 42(8):  32-40. 
    摘要 ( 31 )   PDF (1343KB) ( 7 )  
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    碳排放权(以下简称碳权)交易是推动我国实践低碳、节能的市场手段和政策工具。为加强碳权市场的流
    通、引导市场主体主动响应以及控制温室气体的排放、积极应对国家战略,基于联盟区块链(以下简称联盟链)技术
    提出了“多对多”的碳权交易应用。通过分析联盟链的技术特征,设计了碳权交易应用的流程和系统架构;设计了
    碳权交易应用及其机制,并提出了基于联盟链的碳权交易执行逻辑;建立了碳权交易的数学模型,指出了交易的匹
    配方式;通过算例验证该碳权交易机制和模型的正确性和可行性。由此可以看出,该碳权交易机制相比于传统趸
    售市场方式有一定的市场效益优势,可以提高参与碳权市场的市场主体的收益,为碳权市场建设提供技术和交易
    机制的参考。
    边云链协同技术在能源互联网数据管理中的应用及展望
    鄢晶, 高天露, 张俊, 王旭
    2020, 42(8):  41-47. 
    摘要 ( 15 )   PDF (1429KB) ( 6 )  
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    针对能源互联网数据的安全共享、高效利用及增值问题展开综述。首先分析了能源互联网数据管理面临
    的挑战,然后梳理了当前能源互联网数据管理的弊端和应对策略,在此基础上对包括边云协调技术、区块链技术、
    知识自动化技术、通证经济、数据估值等方面的技术和理论展开总结和分析,进而提出了基于边云链协同技术的解
    决方案,包括数据管理架构、数据知识化与共享机制以及数据运营体系构建,最后对相关领域的研究进行了展望,
    可为能源互联网数据共享与数据运营的实现提供技术支持。
    基于区块链技术的能源电力特色数据库管理
    杨琳 a, 龚钢军 b, 林红 a, 王宝清 a, 魏沛芳 b
    2020, 42(8):  48-53. 
    摘要 ( 15 )   PDF (1107KB) ( 8 )  
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    如果能源电力数据被非法导出或篡改,国家安全将受到严重威胁。以华北电力大学能源电力特色数据库
    为例,分析了数据库管理现状与存在的问题,针对这些问题,基于区块链技术中的联盟链技术,提出了数据库与用
    户身份信息双重鉴权的技术方案,该方案能够强化信息安全认证,提高数据库的安全系数,保护数据贡献者的权
    利。根据区块链技术防篡改和可追溯的特点,提出能源电力数据库可溯源管理模型和管理流程,利用哈希算法得
    到文献防伪标签并记录于区块,为数据库文献的安全监管和溯源提供可信证据,能够有效防止能源电力数据被恶
    意访问者篡改。为能源电力数据库的高效监管和安全共享贡献了方案与思路。
    区块链技术在配电电缆网精益化管理中的应用研究
    高爽, 王珞珈, 杨鑫, 张振宇, 王国民, 刘向军
    2020, 42(8):  54-60. 
    摘要 ( 20 )   PDF (1326KB) ( 40 )  
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    配电电缆网是智能配电网建设的重要组成部分,其规划建设、运行维护不仅局限于电力系统内部,更关乎
    多能源系统地下资源的统筹安排和地区地下管网的整体规划、发展。研究如何有效提升配电电缆网精益化管理水
    平是一个重要课题。区块链技术作为一种分布式共享数据库技术,其去中心化、透明性、公平性和公开性的特征与
    配电电缆网精益化管理的需求不谋而合。首先,分析了配电电缆网从规划建设到运行维护的管理需求;然后,从对
    象、功能、属性 3 个维度探究了区块链技术在配电电缆网精益化管理中的应用方向;以地下管网占用认证以及去中
    心化的多机构协同、多能源系统融合 2 个场景为例,说明了区块链技术在配电电缆网精益化管理中的应用模式;最
    后,对区块链技术在配电电缆网精益化管理中的发展机遇和面临的挑战进行了分析和总结。
    电力数据安全
    基于可信计算和区块链的配电物联网内生安全研究
    孙跃, 杨晟, 龚钢军, 杨佳轩, 周波
    2020, 42(8):  61-67. 
    摘要 ( 34 )   PDF (1323KB) ( 8 )  
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    随着配电网规模不断扩大、网架结构日益复杂、远程视频监控和双向实时交互等新型业务的大幅增加,亟
    须结合配电物联网的实际运行场景、不同的业务类型、不同的安全需求和不同的动态接入特性来研究配电网物联
    网动态安全防护体系。可信计算与区块链作为信息安全防护方面的新兴技术,能够保障配电物联网中安全可信的
    运行环境与管理机制。在设计“云-边-端”架构的配电物联网主站端和边缘端的分级可信免疫管控策略的基础上,
    搭建了基于区块链的配电物联网分布决策和协同自治模型,并建立了配电物联网的“可管可控、精准防护、可视可
    信、智能防御”安全防护模型,全面提升了配电网的信息安全防御水平。
    基于区块链的电力大数据安全保障体系
    张徐亮 a, 万里冰 a, 钱伟中 b, 海忠, 张晋宾
    2020, 42(8):  68-74. 
    摘要 ( 22 )   PDF (985KB) ( 10 )  
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    随着电力大数据的飞速发展,其服务对象、服务内容、服务过程等都更趋多样、复杂,安全问题也愈加突出。
    灵活运用区块链技术,能解决电力大数据的一致性、可追溯性、保密性等问题,并可以其为核心进一步构建电力大
    数据安全保障体系。分析了电力大数据存在的脆弱性及其所面临的威胁,重点分析了电力大数据安全保障建设的
    薄弱环节以及运用区块链技术实现大数据安全保障的优势和不足。提出了基于区块链的电力大数据安全保障体
    系建设方案,建立电力大数据多方位多角度的纵深安全保障体系,确保电力大数据的安全。该方案包括电力大数
    据安全战略保障、技术保障、运行保障、标准保障、管理过程保障等。
    工程研究与应用
    国际能源区块链典型项目应用及分析
    张子立, 张晋宾, 李云波
    2020, 42(8):  75-82. 
    摘要 ( 21 )   PDF (1313KB) ( 7 )  
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    区块链技术作为一项颠覆性的创新技术,其所具备的去中心化、加密、不可篡改、透明、公平和开放等特征
    为全球能源转型升级提供了基础解决方案。介绍了能源区块链的概念,描述并分析了能源区块链的主要特征、技
    术架构和发展潜力,以及国际上能源区块链在微网、油气田、可再生能源、电动汽车共享充电站(桩)、工业物联网、
    智能电网等方面的典型工程应用案例,并对中国能源区块链的可持续发展给出了建议。
    基于区块链技术的能源互联网交易方案设计
    王云泽, 王秋瑾, 马欣欣
    2020, 42(8):  83-89. 
    摘要 ( 18 )   PDF (1451KB) ( 8 )  
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    能源互联网是一种分布式、开放性、多元化的新兴能源体系,能源参与主体具有多样性的特点。为了解和
    解决多种参与主体间可信、安全、高效的能源交易问题,在能源互联网交易中引入了区块链技术。通过在交易平台
    底层构建基于超级账本技术的基础构架,并结合能源互联网项目需求,将能源互联网参与主体划分为能源用户、调
    度中心、能源供应商、交易结算机构、综合能源服务商、能源输送服务商 6 种典型参与主体,构建了相应的组织,实现
    了具有可多方审计、交易无法篡改和去中心化特点的安全能源交易系统方案。
    创新与探索
    量子计算在火电机组优化控制中的应用综述
    高明明, 杨磊, 于浩洋, 张洪福, 刁友锋, 宋珺琤
    2020, 42(8):  90-96. 
    摘要 ( 25 )   PDF (2622KB) ( 13 )  
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    量子计算及其衍生算法近年来快速发展,成为优化领域和人工智能领域的研究热点。随着我国电力行业
    清洁化和智能化的发展,量子计算逐渐应用于火电机组优化控制领域并取得了诸多成效。介绍了量子计算的基本
    理论,详细论述了众多量子衍生算法在火电机组优化控制领域中的应用研究进展。从量子群智能优化算法、量子
    遗传算法和量子机器学习算法等多个角度综述了量子计算在火电机组优化控制领域的机遇与挑战。最后总结并
    展望了量子计算未来在火电机组优化控制领域的发展趋势。