基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法、系统及设备

1.本发明属于电力技术领域，具体涉及基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法、系统及设备。


背景技术：

2.为了促进电力资源的优化配置和合理流动，我国在全国范围内推进电力市场化改革，建立了跨区跨省、区域、省级等多层次的电力市场体系，其中省间电力现货交易是一种新型的跨省跨区资源互济手段。但是目前省间电力现货交易中，碳排放数据的追踪存在难题，即省间电力现货交易涉及多个主体和市场，需要明确各方的碳排放责任和权益，以及如何在交易过程中进行碳排放权的划分和转移。
3.针对这一问题，本发明提出了一种基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法、系统及设备。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法、系统及设备，解决了现有技术中的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法，包括以下步骤：
7.通过区块链采集省间电力现货市场的跨省电力交易结果，并存储到各个发电省份及购电省份在区块链商的代理账户中；
8.结合省间电力现货市场出清结果，对省间电力现货交易的碳排放分配进行建模，得到碳排放分配系数；
9.根据各个发电省份及购电省份的代理账户信息、省间电力现货市场出清结果以及碳排放分配系数，通过智能合约完成碳生产、碳转移和碳分配全过程的评估，并记录到区块链中；
10.根据智能合约记录的结果，通过链式结构在区块链中形成不可篡改的碳足迹信息。
11.进一步地，所述省间电力现货市场的跨省电力交易结果，包含的信息有：
12.1)省间电力现货市场各个交易路径交易电量；
13.2)省间电力现货市场发电省份机组报价信息；
14.3)省间电力现货市场发电省份机组中标价格信息及中标电量；
15.4)省间电力现货市场购电省份机组报价信息；
16.5)省间电力现货市场购电省份中标价格信息及中标电量。
17.进一步地，省间电力现货交易的碳排放分配模型为：
18.[0019][0020][0021][0022]
式中，p
by
和分别为购电省份y投标价格和中标价格，p
sx
与分别为为售电省份x投标价格和中标价格；a
by
和a
sx
分别为购电省份y和售电省份x的福利剩余；和分别为购电省份x和售电省份y的碳排放承担比例，即按照“谁收益谁承担”的原则。
[0023]
进一步地，所述碳生产、碳转移和碳分配全过程分别通过碳生产、碳转移和碳分配模型进行评估；
[0024]
其中，碳生产模型为：
[0025][0026]
式中，表示售电省份x中机组j的的碳排放量，q
sj,x
表示售电省份x中机组j的每发出1mw电能所带来的碳排放量，p
sj,x
表示售电省份x中机组j发出的电量。
[0027]
进一步地，所述碳转移模型为：
[0028][0029][0030]
式中，表示售电省份x的碳排放总量，ng表示售电省份x中机组的数目；表示交易路径n的碳排放量；表示售电省份x中交易路径n成交的电量；nl表示售电省份x中交易路径的数目。
[0031]
进一步地，所述碳分配模型为：
[0032][0033][0034]
式中，表示购电省份y需要承担的碳排放量；表示售电省份x需要承担的碳排放量。
[0035]
进一步地，将省间交易的电量信息打包存储到区块链中，并通过智能合约形成不可篡改的、公开透明的碳足迹信息。
[0036]
基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪系统，包括：
[0037]
信息采集模块：通过区块链采集省间电力现货市场的跨省电力交易结果，并存储
到各个发电省份及购电省份在区块链商的代理账户中；
[0038]
模型构建模块：结合省间电力现货市场出清结果，对省间电力现货交易的碳排放分配进行建模，得到碳排放分配系数；
[0039]
评估模块：根据各个发电省份及购电省份的代理账户信息、省间电力现货市场出清结果以及碳排放分配系数，通过智能合约完成碳生产、碳转移和碳分配全过程的评估，并记录到区块链中；
[0040]
以及，碳足迹追踪模块：根据智能合约记录的结果，通过链式结构在区块链中形成不可篡改的碳足迹信息。
[0041]
一种设备，包括：
[0042]
一个或多个处理器；
[0043]
存储器，用于存储一个或多个程序；
[0044]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的碳足迹追踪方法。
[0045]
一种包含计算机可执行指令的存储介质，当所述计算机可执行指令被处理器执行时，所述处理器执行上述的方法。
[0046]
本发明的有益效果：
[0047]
1、提高碳排放数据的可信度和透明度，区块链技术可以实现碳排放数据的去中心化、不可篡改、可追溯和共识验证，保证数据的真实性和完整性，避免数据造假和重复计算。
[0048]
2、降低碳排放交易的成本和风险，区块链技术可以实现碳排放交易的智能合约、自动执行和分布式记账，减少中介环节和人为干预，提高交易效率和安全性。
[0049]
3、拓展碳排放交易的规模和范围，区块链技术可以实现碳排放交易的跨地域、跨行业、跨市场和跨主体的互联互通，增加交易主体的多样性和参与度，促进市场活力和竞争力。
附图说明
[0050]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0051]
图1是本发明的方法流程图；
[0052]
图2是本发明实施例2中的设备结构示意图。
具体实施方式
[0053]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0054]
实施例1
[0055]
如图1所示，基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法，包括以下步骤：
[0056]
s1，通过区块链采集省间电力现货市场的跨省电力交易结果，并存储到各个发电
省份及购电省份在区块链商的代理账户中；
[0057]
各个发电省份及购电省份在区块链商的代理账户中，信息包括：
[0058]
1)省间电力现货市场交易路径信息；2)省间电力现货市场发电省份机组碳排放系数信息；
[0059]
区块链采集到的省间电力现货市场的跨省电力交易结果，包含的信息有：1)省间电力现货市场各个交易路径交易电量；2)省间电力现货市场发电省份机组报价信息；3)省间电力现货市场发电省份机组中标价格信息及中标电量；4)省间电力现货市场购电省份机组报价信息；5)省间电力现货市场购电省份中标价格信息及中标电量。
[0060]
s2，根据“谁收益，谁承担成本”的原则，结合省间电力现货市场出清结果，对省间电力现货交易的碳排放分配进行建模，得到碳排放分配系数；
[0061]
省间电力现货交易的碳排放分配模型为：
[0062][0063][0064][0065][0066]
式中，式中，p
by
和分别为购电省份y投标价格和中标价格，p
sx
与分别为为售电省份x投标价格和中标价格；a
by
和a
sx
分别为购电省份y和售电省份x的福利剩余；和分别为购电省份x和售电省份y的碳排放承担比例。等式(1a)为购电省份y投标价格p
by
与中标价格差值的绝对值，表示购电省份y参与省间电力现货市场的福利剩余；等式(2a)为售电省份x投标价格p
sx
与中标价格差值的绝对值，表示售电省份x参与省间电力现货市场的福利剩余；等式(1c)和等式(1d)表示根据“谁收益，谁承担成本”的原则得到的碳排放分配系数，谁在省间电力现货市场中获益多，则谁需要承担更多的碳排放成本。
[0067]
s3，根据区块链采集到的各个发电省份及购电省份的账户信息，省间电力现货市场出清结果以及碳排放分配系数，通过智能合约完成碳生产、碳转移、碳分配全过程的评估，并记录到区块链中；
[0068]
碳生产、碳转移、碳分配过程均由区块链上的智能合约进行评估，以保证评估结果的公开和透明；分别通过碳生产、碳转移、碳分配模型进行评估：
[0069]
1)碳生产模型：
[0070][0071]
式中，为售电省份x中机组j的碳排放总量，等式(2a)为售电省份x中机组j的碳排放模型，q
sj,x
表示售电省份x中机组j的每发出1mw电能所带来的碳排放量，单位为吨，技术越先进的q
sj,x
机组越小，其中清洁能源机组的q
sj,x
为零；p
sj,x
表示售电省份x中机组
j发出的电量，单位为mw。
[0072]
2)碳转移模型：
[0073][0074][0075]
式中，等式(2b)为售电省份x的碳排放总量计算模型，表示售电省份x的碳排放总量，单位为吨；ng表示售电省份x中机组的数目；等式(2c)为售电省份x中交易路径n对应的碳排放量计算模型，表示交易路径n的碳排放量；表示售电省份x中交易路径n成交的电量，单位为mw；nl表示售电省份x中交易路径的数目。
[0076]
3)碳分配模型：
[0077][0078][0079]
式中，等式(2d)为交易路径n中购电省份y承担的碳排放计算模型；表示购电省份y承担的碳排放量，单位为吨；等式(2e)为交易路径n中售电省份x承担的碳排放计算模型；表示售电省份x需要承担的碳排放量。
[0080][0081]
s4，根据智能合约记录的结果，通过链式结构在区块链中形成不可篡改的碳足迹信息；
[0082]
区块链中将s3形成的不可篡改的信息，即各个省需要承担的碳排放额度，打包存储到区块链中，形成不可篡改的、公开透明的碳足迹信息。
[0083]
实施例2
[0084]
如图2所示，设备12运行时，能够执行实施例1的追踪方法；设备12以通用计算设备的形式表现。设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16、系统存储器28和连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
[0085]
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线、微通道体系结构(mac)总线、增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
[0086]
设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
[0087]
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)30和/或高速缓存存储器32。设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动
的、非易失性磁介质(图2未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图2中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
[0088]
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0089]
设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备12交互的设备通信，和/或与使得该设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且，设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图2所示，网络适配器20通过总线18与设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0090]
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的日前市场出清方法。
[0091]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0092]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

技术特征：
1.基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：通过区块链采集省间电力现货市场的跨省电力交易结果，并存储到各个发电省份及购电省份在区块链商的代理账户中；结合省间电力现货市场出清结果，对省间电力现货交易的碳排放分配进行建模，得到碳排放分配系数；根据各个发电省份及购电省份的代理账户信息、省间电力现货市场出清结果以及碳排放分配系数，通过智能合约完成碳生产、碳转移和碳分配全过程的评估，并记录到区块链中；根据智能合约记录的结果，通过链式结构在区块链中形成不可篡改的碳足迹信息。2.根据权利要求1所述的基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法，其特征在于，所述省间电力现货市场的跨省电力交易结果，包含的信息有：1)省间电力现货市场各个交易路径交易电量；2)省间电力现货市场发电省份机组报价信息；3)省间电力现货市场发电省份机组中标价格信息及中标电量；4)省间电力现货市场购电省份机组报价信息；5)省间电力现货市场购电省份中标价格信息及中标电量。3.根据权利要求1所述的基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法，其特征在于，省间电力现货交易的碳排放分配模型为：间电力现货交易的碳排放分配模型为：间电力现货交易的碳排放分配模型为：间电力现货交易的碳排放分配模型为：式中，p
by
和分别为购电省份y投标价格和中标价格，p
sx
与分别为为售电省份x投标价格和中标价格；a
by
和a
sx
分别为购电省份y和售电省份x的福利剩余；和分别为购电省份x和售电省份y的碳排放承担比例，即按照“谁收益谁承担”的原则。4.根据权利要求1所述的基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法，其特征在于，所述碳生产、碳转移和碳分配全过程分别通过碳生产、碳转移和碳分配模型进行评估；其中，碳生产模型为：式中，表示售电省份x中机组j的的碳排放量，q
sj,x
表示售电省份x中机组j的每发出1mw电能所带来的碳排放量，p
sj,x
表示售电省份x中机组j发出的电量。5.根据权利要求4所述的基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法，其特征在于，所述碳转移模型为：
式中，表示售电省份x的碳排放总量，ng表示售电省份x中机组的数目；表示交易路径n的碳排放量；表示售电省份x中交易路径n成交的电量；nl表示售电省份x中交易路径的数目。6.根据权利要求5所述的基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法，其特征在于，所述碳分配模型为：述碳分配模型为：式中，表示购电省份y需要承担的碳排放量；表示售电省份x需要承担的碳排放量。7.根据权利要求1所述的基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法，其特征在于，将省间交易的电量信息打包存储到区块链中，并通过智能合约形成不可篡改的、公开透明的碳足迹信息。8.基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪系统，其特征在于，包括：信息采集模块：通过区块链采集省间电力现货市场的跨省电力交易结果，并存储到各个发电省份及购电省份在区块链商的代理账户中；模型构建模块：结合省间电力现货市场出清结果，对省间电力现货交易的碳排放分配进行建模，得到碳排放分配系数；评估模块：根据各个发电省份及购电省份的代理账户信息、省间电力现货市场出清结果以及碳排放分配系数，通过智能合约完成碳生产、碳转移和碳分配全过程的评估，并记录到区块链中；以及，碳足迹追踪模块：根据智能合约记录的结果，通过链式结构在区块链中形成不可篡改的碳足迹信息。9.一种设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的碳足迹追踪方法。10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，当所述计算机可执行指令被处理器执行时，所述处理器执行权利要求1-7中任一所述的方法。

技术总结
本发明公开基于区块链的省间现货交易碳足迹追踪方法、系统及设备，属于电力技术领域；碳足迹追踪方法包括：通过区块链采集省间电力现货市场的跨省电力交易结果，并存储到各个发电省份及购电省份在区块链商的代理账户中；结合省间电力现货市场出清结果，对省间电力现货交易的碳排放分配进行建模，得到碳排放分配系数；根据各个发电省份及购电省份的代理账户信息、省间电力现货市场出清结果以及碳排放分配系数，通过智能合约完成碳生产、碳转移和碳分配全过程的评估，并记录到区块链中；根据智能合约记录的结果，通过链式结构在区块链中形成不可篡改的碳足迹信息。不可篡改的碳足迹信息。不可篡改的碳足迹信息。


技术研发人员：王蓓蓓 许伦
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/9/14