【摘要】：隨著一次能源日漸枯竭、全球氣候變暖等問(wèn)題的出現(xiàn),能源領(lǐng)域的發(fā)展迎來(lái)了深刻的影響和挑戰(zhàn)。新能源產(chǎn)能、智能負(fù)荷和信息技術(shù)多元融合的能源互聯(lián)網(wǎng)為各種可再生能源靈活接入以及規(guī)模化利用的實(shí)現(xiàn)提供了一系列解決方案。區(qū)塊鏈由于其弱中心化、防篡改、可追溯等特點(diǎn),成為了新時(shí)代的研究熱點(diǎn),被譽(yù)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后人類最大的科技變革。各行各業(yè)相繼展開了區(qū)塊鏈布局。在能源領(lǐng)域中,區(qū)塊鏈的這些特征天然適合能源互聯(lián)網(wǎng)的需求,開展點(diǎn)對(duì)點(diǎn)能源交易可以提高多主體效益,能夠大力促進(jìn)新能源建設(shè)。目前,能源領(lǐng)域主要的布局方向有三個(gè),一種是利用其弱中心化的特點(diǎn),在分布式能源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的能源交易,一種是利用智能合約實(shí)現(xiàn)能源的多級(jí)調(diào)度以及智能負(fù)荷。還有一種是利用區(qū)塊鏈不可篡改的特性,維護(hù)能源系統(tǒng)的安全。在此背景下,本文首先從原理、技術(shù)模型、共識(shí)算法等方面對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的研究。從能源交易種類、能源傳輸和消納等方面考慮,選取能源局域網(wǎng)為研究場(chǎng)景,分析了區(qū)塊鏈技術(shù)和能源局域網(wǎng)的可融合性,給出能源區(qū)塊鏈的定義和模型。然后利用區(qū)塊鏈擴(kuò)容技術(shù)—閃電網(wǎng)絡(luò)和多鏈結(jié)構(gòu),對(duì)能源區(qū)塊鏈的區(qū)塊鏈層進(jìn)行優(yōu)化,解決區(qū)塊鏈交易速度慢,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混亂等問(wèn)題,并通過(guò)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析,使之達(dá)到商業(yè)應(yīng)用的需求;在此基礎(chǔ)上搭建了能源區(qū)塊鏈多層交易模型,按功能將能源區(qū)塊鏈分為:用戶層、共識(shí)層、合約層、交易層、監(jiān)管層,并對(duì)每層進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。達(dá)到了協(xié)調(diào)交易價(jià)格、減少交易成本、提高交易效率等目的。最后根據(jù)能源區(qū)塊鏈多層交易模型,從“價(jià)值-信息-物理”三個(gè)維度對(duì)用戶側(cè)能源交易系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)說(shuō)明。選取以太坊作為底層開發(fā)環(huán)境,采用solidity作為智能合約語(yǔ)言,進(jìn)行能源區(qū)塊鏈交易系統(tǒng)Web端搭建及應(yīng)用展示。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP311.13;TP393.09;TK01
【圖文】：

圖 2-1 區(qū)塊結(jié)構(gòu)圖區(qū)塊鏈在生成下一個(gè)區(qū)塊時(shí)，需要根據(jù)前一個(gè)區(qū)塊的哈希值、當(dāng)前區(qū)塊的隨機(jī)數(shù)，來(lái)計(jì)算此區(qū)塊的哈希值。也就是說(shuō)，每一個(gè)區(qū)塊都是在前一個(gè)區(qū)塊的基礎(chǔ)上生成的，保證了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的唯一性和不可篡改性。隨著區(qū)塊鏈的長(zhǎng)度不斷加長(zhǎng)，區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)被篡改的概率越低。將進(jìn)行區(qū)塊鏈維護(hù)工作的節(jié)點(diǎn)稱作“誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)”，將企圖破壞區(qū)塊鏈穩(wěn)定性的節(jié)點(diǎn)成為“攻擊節(jié)點(diǎn)”，假設(shè)一個(gè)攻擊節(jié)點(diǎn)試圖比誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)更快的產(chǎn)生新區(qū)塊。攻擊節(jié)點(diǎn)能夠追上誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)的概率： 1qzzif p qqif p qp （2-1）p 代表的是誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)計(jì)算出下一個(gè)區(qū)塊哈希值的概率，q 為攻擊節(jié)點(diǎn)計(jì)算出下一個(gè)區(qū)塊的哈希值概率，qz為攻擊節(jié)點(diǎn)落后誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn) z 個(gè)區(qū)塊時(shí)，能夠追上的誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)的概率。假定 p>q，那么攻擊成功的概率就會(huì)隨著區(qū)塊數(shù)的增長(zhǎng)而下降。假設(shè)誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)將耗費(fèi)平均預(yù)期時(shí)間以產(chǎn)生一個(gè)區(qū)塊，那么攻擊者成功的潛在機(jī)會(huì)就是一

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文0!1z kkiqek zpkk z 設(shè)攻擊節(jié)點(diǎn)的算力占全網(wǎng)的 30%，隨著區(qū)塊的增加，攻擊者能夠追上如圖 2-2 所示，攻擊節(jié)點(diǎn)追上誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)的概率隨著區(qū)塊數(shù)量的增加，下降。當(dāng)區(qū)塊的個(gè)數(shù)為 25 時(shí) qz 基本為 0，區(qū)塊上的內(nèi)容已經(jīng)被確認(rèn)

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本文編號(hào)：2716654