今天為大家介紹一項國家發(fā)明授權專利——一種采用區(qū)塊鏈模塊智能電表。該專利由赫普科技發(fā)展(北京)有限公司申請，并于2018年3月20日獲得授權公告。

內容說明

本發(fā)明涉及物聯網和能源互聯網計量控制和區(qū)塊鏈技術領域，尤其涉及一種采用區(qū)塊鏈模塊智能電表。

發(fā)明背景

由于電力系統(tǒng)的獨特性，從發(fā)電輸電配電到用電天然形成一張超級巨大的網-電網。一端是燃煤燃氣核電水電傳統(tǒng)能源和風光等分布式可再生能源，一端是數百萬計的高耗能動力裝置、數億的電力用戶和未來的智能家電以及電動汽車。遍布全國各種各樣的傳感器在每時每刻每分每秒每毫秒微秒都會産生海量實時大數據，就構建了一個龐大的能源互聯網。

能源互聯網數據來源主要來自以下幾個方面：1)燃煤火力發(fā)電廠;2)天燃氣發(fā)電廠3)風場光伏發(fā)電廠;4)天燃氣冷熱電三聯供分布式能源5)分布式風能太陽能儲能電池微網;6)各級智能變電站;7)省市縣各級調度SCADA;8)數億計智能電表等;9)數百萬計的高耗能動力設備裝置;10)未來電動汽車。未來分布式的風電光伏和蓄電池會大量出現。

能源互聯網將極大地推動未來分布式能源的發(fā)展。在電源側，隨著大量可再生能源裝機，電源的隨機性波動將對系統(tǒng)造成重大挑戰(zhàn)，在負荷側，由于電力消費結構的變化，以及電動汽車的快速發(fā)展，負荷側的隨機性和剛性將不斷加劇。加上未來能源產銷者建筑的出現，會使得能源的分布式計量和交易成為主流。而目前的中心化的電網控制模式和電網統(tǒng)一收集電表數據的方式在未來將面臨巨大挑戰(zhàn)。

目前傳統(tǒng)電表和傳統(tǒng)智能電表無法對分分布式風電光伏與蓄電池的電量收集、交易和記錄，無法適應能源互聯網大數據的需求。

發(fā)明內容

針對現有問題本發(fā)明提供一種采用區(qū)塊鏈模塊智能電表，采用區(qū)塊鏈模塊，解決了現有技術中的電表無法對分分布式風電光伏與蓄電池的電量收集、交易和記錄以及無法適應能源互聯網大數據的需求的問題。實現了分布式發(fā)電、蓄電以及電用戶的發(fā)電量與用電量的雙向計量，使分散式智能微電網的電量能夠計量、交易和記錄，分布式的發(fā)電側與用電側通過智能電表作為交易收費的依據，使微電網在經濟上更為可行。

圖為本發(fā)明實施示意圖

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術方案為：本發(fā)明提供了一種采用區(qū)塊鏈模塊智能電表，包括：中央處理器;計量模塊，與中央處理器連接，用于電量的雙向計量;區(qū)塊鏈模塊，與中央處理器進行數據交互，用于區(qū)域內區(qū)塊鏈網絡內節(jié)點之間的點對點電力交易的實現，以及分布式的電量計量與交易數據的存儲。該智能電表設置有區(qū)塊鏈模塊，通過區(qū)塊鏈模塊進行電力交易和記錄，使得最終的電量信息、點對點的電力交易信息都分布式地不可篡改地存儲在區(qū)塊鏈網絡中。實現了分布式發(fā)電、蓄電以及電用戶的發(fā)電量與用電量的雙向計量，使分散式智能微電網的電量能夠計量、交易和記錄。

區(qū)塊鏈模塊設置有數據層，數據層用于存儲以下數據：電量計量數據，其由計量模塊計量得到;電量交易數據，為區(qū)塊鏈中所有的點對點電力交易數據;購售電標識，用于區(qū)分購電方和售電方的0/1購售電標識;時間戳，用于記錄區(qū)塊鏈網絡內點對點電力交易發(fā)生的時間;數據層還用于將每個節(jié)點發(fā)生的購售電交易數據加蓋時間戳，形成數據區(qū)塊并不可篡改的記錄在區(qū)塊鏈中。0/1購售電標識指的是有預定含義的二進制數位;二進制數位以0代表當前節(jié)點為售電方，1代表當前節(jié)點為購電方;或者，二進制數位以0代表當前節(jié)點為購電方，1代表當前節(jié)點為售電方。

數據層包括加密管理單元，采用硬件加密方式對數據進行加密，并用于管理用戶的私鑰信息。數據層還包括數據區(qū)塊、哈希散列、Merkle(默克爾)樹根數據、點對點網絡、密鑰管理、公鑰和私鑰、非對稱加密和驗證機制中的一種或幾種組合。區(qū)塊鏈模塊還設置有合約共識層，用于采用智能合約的方式自動確認區(qū)塊鏈網絡范圍內的購電方和售電方的電力交易，電力交易的內容包括交易電價、交易電量和交易條件。

合約共識層包括賬戶中心單元、購售電登記單元、購售電價格匹配單元、購售電交易實現單元、共識機制單元、智能合約單元、腳本代碼單元和支付系統(tǒng)單元中的一種或幾種組合。區(qū)塊鏈為私有鏈或聯盟鏈;私有鏈或聯盟鏈的全部或部分節(jié)點擁有比較復雜的讀寫、記賬的權限。

智能電表還包括通訊接口，其與中央處理器連接,用于數據傳輸;區(qū)塊鏈模塊通過通訊接口將經過該區(qū)塊鏈模塊處理后的數據傳輸給能源互聯網路由器或區(qū)塊鏈電力交易監(jiān)控平臺。通訊接口為RS485通訊、RFID射頻、藍牙、WIFI或電力載波中的一種或幾種組合。智能電表還包括定位模塊，其與中央處理器連接，用于對智能電表進行地理位置的定位。實現了整個智能電網的地理位置信息化，從而為區(qū)塊鏈點對點自動電力交易的最佳合理化打下基礎，即區(qū)塊鏈智能合約中可以約定在報價相同的情況下，優(yōu)先促成兩個地理位置距離最近的節(jié)點之間達成電力交易，這樣的電力傳輸成本和損耗最低。

區(qū)塊鏈模塊采用虛擬貨幣或電子貨幣進行電力交易或結算。區(qū)塊鏈模塊還用于給予每塊智能電表一個唯一的ID，以形成區(qū)塊鏈中的一個唯一ID的節(jié)點。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供的一種采用區(qū)塊鏈模塊智能電表，利用物聯網的多層級結構，通過區(qū)塊鏈電力交易監(jiān)控平臺，將分散的分布式風電光伏與蓄電池的電量進行收集;該智能電表設置有區(qū)塊鏈模塊，通過區(qū)塊鏈模塊進行電力交易和記錄，使得最終的電量信息、點對點的電力交易信息都分布式地不可篡改地存儲在區(qū)塊鏈網絡中。本發(fā)明提供的智能電表，實現了分布式發(fā)電、蓄電以及電用戶的發(fā)電量與用電量的雙向計量，使分散式智能微電網的電量能夠計量、交易和記錄，分布式的發(fā)電側與用電側通過智能電表作為交易收費的依據，使微電網在經濟上更為可行;同時，使得人們可以利用各種移動終端智能化管理和監(jiān)控自己的分布式發(fā)電、蓄電和用電設施。