2.5 业务交互机制
图3 用户从区块链获取数据的不同访问方式
Fig. 3 Different data access approach for blockchain users
利用互联网中的互动化、平等化的机制,构造信用共识体系,也是支撑能源交易的根本渠道。单一用户所需要的数据、所需更新的交易在整个区块链系统中仅仅为一小部分,因此通过区块链支链进行对接即可。随着交易量增多,同一时间所形成的支链需要按照某种规则进行合并,在该过程中可消除无效交易。考虑到电力辅助服务市场中所需数据类型不同,本文设计2种用户在从区块链获取数据、交易访问权时的典型方式,见图3。在图3(a)中,用户从负荷集成商获取数据,由负荷集成商接管用户公钥,对用户授权访问后可通过PUSH方式定义更新数据。而这些数据是通过用户公钥加密的,因此也只有享用该服务的用户能够使用。所有操作过程,通过Web服务或者APP程序即可完全实现[26]。图3(b)给出了在PULL模式下,用户采用标准的应用编程接口(application program interface,API)从负荷集成商获取所需密钥,数据部分完全由第3方提供区块链服务的机构提供。PULL模式在使用过程中更加灵活,可以根据业务的实际需要获取相关的数据支撑,也即用户仅仅利用了区块链的安全管理机制,而并没有完全采用基于区块链的交易机制。
2.6 密钥管理机制
图4 分区块、多用户间的安全交易
Fig. 4 Secured transactions between multiple users and blocks partitions
虽然区块链技术推崇的是完全的去中心化思想,但是在绝大多数领域是无法实现的,电力辅助服务市场中的交易管理是不可能在无政府、无电力企业监管的条件下进行。如图4所示,交易中每个参与实体对前一次交易以及下一次交易拥有者的公钥进行随机散列数字签名,依次可完成整个交易链条。在任意的交易时刻,每个区块数据采用随机散列加上时间戳,在网络范围内进行广播,该时刻与散列值密切相关。在计算时间散列过程中也需要将前一个交易的时间信息纳入散列序列,从而保障后续的操作会对前面的时间戳增强,从而形成时间上的链条。
通过内嵌可编程逻辑,预先设定不同环节的核算方法,在每次交易完成时除进行安全性管理外,还同时生成不同实体所关注的服务清单,供不同参与实体实时查询。此外,为了提升系统的安全防护级别,在辅助服务市场应用时,可以将资产、账单等隐私数据进行分割,在多个独立的区块上分别进行编码,在需要访问数据的时候再进行合并和解码,通过数据的量子级别管理完成系统无缝、自动化的执行逻辑。
3 区块链应用局限性分析
3.1 商业模式与数据维护
根据电力辅助服务市场以及区块链基本运行机制,本文将电力区块链的业务功能分解为4层模型,包括通信网络层、信息管理层、业务逻辑层、业务应用层,如图5所示。
图5 电力区块链的垂直逻辑分层架构
Fig. 5 Hierarchy logic architecture of the electricity blockchain
美国通用电气计划2016年完成其7 MW的光伏配套储能基础设施,作为加拿大安大略省系统运营机构(Ontario’s Independent Electricity System Operator,IESO)的辅助服务系统,提供包括：电压控制、无功调节、频率调整以及缓变率控制等服务,此外该系统还将提供高峰时调峰、负载转移等业务。我国也已经完成了《并网发电厂辅助服务管理实施细则》修订工作,正在逐步探索促进风电、光伏等新能源多发满发并提供辅助服务的业务模式。互联金融与以光伏电力为代表的绿色实体经济相结合,通过众筹模式向公众募集资金共同开发光伏电站,也是区块链技术进行去中心化改造的典型适用场景[27-28]。目前电力能源经济的发展刚刚起步,随着售电侧市场的放开,中心化的监管将无法满足快速发展的电力市场需要,通过区块链打造的去中心化的应用市场可以避免监管权归属以及权益保障等法律问题。考虑到参与电力辅助服务交易的对象除了电力调度运行机构外,还包括需求侧分布式电源、储能、负荷等,其市场化运营必须分阶段进行。同时在资产管理方面,还可以通过私钥转移的方式实现资产出售行为,利用区块链控制资产的所有权更替,而所有的操作均可通过无需信任的去中心化系统完成。
