【新专利介绍】一种采用区块链模块智能电表

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种采用区块链模块智能电表。该专利由赫普科技发展(北京)有限公司申请，并于2018年3月20日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及物联网和能源互联网计量控制和区块链技术领域，尤其涉及一种采用区块链模块智能电表。

发明背景

由于电力系统的独特性，从发电输电配电到用电天然形成一张超级巨大的网-电网。一端是燃煤燃气核电水电传统能源和风光等分布式可再生能源，一端是数百万计的高耗能动力装置、数亿的电力用户和未来的智能家電以及电动汽车。遍布全国各种各样的传感器在每时每刻每分每秒每毫秒微秒都会産生海量实时大数据，就构建了一个庞大的能源互联网。

能源互联网数据来源主要来自以下几个方面：1)燃煤火力发电厂;2)天燃气发电厂3)风场光伏发电厂;4)天燃气冷热电三联供分布式能源5)分布式风能太阳能储能电池微网;6)各级智能变电站;7)省市县各级调度SCADA;8)数亿计智能电表等;9)数百万计的高耗能动力设备装置;10)未来电动汽车。未来分布式的风电光伏和蓄电池会大量出现。

能源互联网将极大地推动未来分布式能源的发展。在电源侧，随着大量可再生能源装机，电源的随机性波动将对系统造成重大挑战，在负荷侧，由于电力消费结构的变化，以及电动汽车的快速发展，负荷侧的随机性和刚性将不断加剧。加上未来能源产销者建筑的出现，会使得能源的分布式计量和交易成为主流。而目前的中心化的电网控制模式和电网统一收集电表数据的方式在未来将面临巨大挑战。

目前传统电表和传统智能电表无法对分分布式风电光伏与蓄电池的电量收集、交易和记录，无法适应能源互联网大数据的需求。

发明内容

针对现有问题本发明提供一种采用区块链模块智能电表，采用区块链模块，解决了现有技术中的电表无法对分分布式风电光伏与蓄电池的电量收集、交易和记录以及无法适应能源互联网大数据的需求的问题。实现了分布式发电、蓄电以及电用户的发电量与用电量的双向计量，使分散式智能微电网的电量能够计量、交易和记录，分布式的发电侧与用电侧通过智能电表作为交易收费的依据，使微电网在经济上更为可行。

图为本发明实施示意图

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案为：本发明提供了一种采用区块链模块智能电表，包括：中央处理器;计量模块，与中央处理器连接，用于电量的双向计量;区块链模块，与中央处理器进行数据交互，用于区域内区块链网络内节点之间的点对点电力交易的实现，以及分布式的电量计量与交易数据的存储。该智能电表设置有区块链模块，通过区块链模块进行电力交易和记录，使得最终的电量信息、点对点的电力交易信息都分布式地不可篡改地存储在区块链网络中。实现了分布式发电、蓄电以及电用户的发电量与用电量的双向计量，使分散式智能微电网的电量能够计量、交易和记录。

区块链模块设置有数据层，数据层用于存储以下数据：电量计量数据，其由计量模块计量得到;电量交易数据，为区块链中所有的点对点电力交易数据;购售电标识，用于区分购电方和售电方的0/1购售电标识;时间戳，用于记录区块链网络内点对点电力交易发生的时间;数据层还用于将每个节点发生的购售电交易数据加盖时间戳，形成数据区块并不可篡改的记录在区块链中。0/1购售电标识指的是有预定含义的二进制数位;二进制数位以0代表当前节点为售电方，1代表当前节点为购电方;或者，二进制数位以0代表当前节点为购电方，1代表当前节点为售电方。

数据层包括加密管理单元，采用硬件加密方式对数据进行加密，并用于管理用户的私钥信息。数据层还包括数据区块、哈希散列、Merkle(默克尔)树根数据、点对点网络、密钥管理、公钥和私钥、非对称加密和验证机制中的一种或几种组合。区块链模块还设置有合约共识层，用于采用智能合约的方式自动确认区块链网络范围内的购电方和售电方的电力交易，电力交易的内容包括交易电价、交易电量和交易条件。

合约共识层包括账户中心单元、购售电登记单元、购售电价格匹配单元、购售电交易实现单元、共识机制单元、智能合约单元、脚本代码单元和支付系统单元中的一种或几种组合。区块链为私有链或联盟链;私有链或联盟链的全部或部分节点拥有比较复杂的读写、记账的权限。

智能电表还包括通讯接口，其与中央处理器连接,用于数据传输;区块链模块通过通讯接口将经过该区块链模块处理后的数据传输给能源互联网路由器或区块链电力交易监控平台。通讯接口为RS485通讯、RFID射频、蓝牙、WIFI或电力载波中的一种或几种组合。智能电表还包括定位模块，其与中央处理器连接，用于对智能电表进行地理位置的定位。实现了整个智能电网的地理位置信息化，从而为区块链点对点自动电力交易的最佳合理化打下基础，即区块链智能合约中可以约定在报价相同的情况下，优先促成两个地理位置距离最近的节点之间达成电力交易，这样的电力传输成本和损耗最低。

区块链模块采用虚拟货币或电子货币进行电力交易或结算。区块链模块还用于给予每块智能电表一个唯一的ID，以形成区块链中的一个唯一ID的节点。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种采用区块链模块智能电表，利用物联网的多层级结构，通过区块链电力交易监控平台，将分散的分布式风电光伏与蓄电池的电量进行收集;该智能电表设置有区块链模块，通过区块链模块进行电力交易和记录，使得最终的电量信息、点对点的电力交易信息都分布式地不可篡改地存储在区块链网络中。本发明提供的智能电表，实现了分布式发电、蓄电以及电用户的发电量与用电量的双向计量，使分散式智能微电网的电量能够计量、交易和记录，分布式的发电侧与用电侧通过智能电表作为交易收费的依据，使微电网在经济上更为可行;同时，使得人们可以利用各种移动终端智能化管理和监控自己的分布式发电、蓄电和用电设施。