覃健榮 梁盛盛 韋宗慧 陳勇成

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司 廣西壯族自治區(qū)南寧市 530023）

1 引言

EPTS 中涉及大量數(shù)據(jù)的傳輸、交換、對接的需求，對SSEPTD 有極高的要求。當(dāng)前的EPTS 基于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫（Data Warehouse, DW），存在一定的不足，無法滿足SSEPTD的需求。第一，DW 中存儲的內(nèi)容可人為修改導(dǎo)致事后很難識別、追溯。第二，內(nèi)容都存儲于同一DW 中，存在業(yè)務(wù)結(jié)果被質(zhì)疑的風(fēng)險。第三，部分操作在防抵賴方面存在一定缺陷，當(dāng)市場主體否認(rèn)其操作時需要花費相當(dāng)?shù)某杀救ズ藢嵳鎸嵭浴?/p>

目前針對EPTS 的研究關(guān)注數(shù)據(jù)的處理、挖掘和管理方面，鮮少考慮SSEPTD，而BC 能夠利用可編程合約、共享賬本、數(shù)字簽名等技術(shù)來實現(xiàn)SSEPTD，降低數(shù)據(jù)被破壞的風(fēng)險，因此本文探討B(tài)C 在SSEPTD 中的技術(shù)應(yīng)用，研究如何基于BC 的EPTS，分別涉及系統(tǒng)的架構(gòu)和功能。

針對上述問題，本論文對基于BC 的SSEPTD 技術(shù)方案展開了深入探討，研究了基于BC 的EPTS 的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和重要業(yè)務(wù)功能。體現(xiàn)BC 對保障交易過程各類數(shù)據(jù)安全性的作用。本論文為SSEPTD 提供技術(shù)參考，對提高電力交易數(shù)據(jù)的安全性，實現(xiàn)可信交易流程，建成安全可靠的電力交易體系具有一定的現(xiàn)實意義。

2 文獻綜述

2.1 電力數(shù)據(jù)處理

劉瀟瀟等（2020）[1]針對電力數(shù)據(jù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中傳輸?shù)母唛_銷問題，提出了“壓縮—傳輸—重構(gòu)”三階段的數(shù)據(jù)采集方法，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省Ｎ渫瑢毜龋?019）[2]提出了一種將電力數(shù)據(jù)從高維轉(zhuǎn)換為低維的“分類—提取—熵分析”三階段可視化方法。紀(jì)保材（2019）[3]針對用電大戶設(shè)計了實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。楊坦和蔡志杰（2018）[4]介紹了電力負(fù)荷數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法。

Wang 等（2021）[5]提出了用于電力企業(yè)的全局電力數(shù)據(jù)處理模型，并為模型提供了一種基于虛擬機的CPU 及內(nèi)存使用約束和能源節(jié)約的優(yōu)化部署思路。Jin 等（2018）[6]提出的系統(tǒng)包括客戶端、HBase 數(shù)據(jù)庫、狀態(tài)檢測器、數(shù)據(jù)遷移模塊和數(shù)據(jù)碎片化模塊。Zhou 等（2016）[7]提出了電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量預(yù)測模型。Zhang 和Zhang（2015）[8]分析了電力大數(shù)據(jù)的處理、分析、展示的關(guān)鍵技術(shù)。Xie 和Fan（2001）[9]討論了用于電力數(shù)據(jù)傳輸?shù)母黝惥幋a技術(shù)。

2.2 電力數(shù)據(jù)挖掘

黃錦增等（2020）[10]結(jié)合粒子群算法和BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了負(fù)荷預(yù)測算法；基于改進的譜聚類設(shè)計了檢測算法，用于檢測電力異常的情況。吳蕊等（2020）[11]開發(fā)了基于改進K-means 聚類的檢測異常算法。羅俊婷和張東來（2020）[12]討論了電力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘方法以及相關(guān)的應(yīng)用。高書強和李晨（2019）[13]改進譜聚類算法并將其應(yīng)用于電力數(shù)據(jù)的異常檢測中。孫芊等（2018）[14]和耿亮等（2013）[15]分析了電力數(shù)據(jù)在智慧城市方面的挖掘需求和應(yīng)用。戴小廷（2010）[16]提出了一種改進的Apriori 算法，并分析了該算法的應(yīng)用。

圖3：智能合約參數(shù)

圖4：電廠撮合計算優(yōu)先級

Zhang 等（2021）[17]結(jié)合兩種已有的算法設(shè)計了一種新異常檢測算法。Hu 等（2019）[18]提出了電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的測試框架。該框架基于現(xiàn)實實驗來源和測試事務(wù)的數(shù)據(jù)。Hao 等（2019）[19]提出了改進的快速密度峰聚類方法，用于電力數(shù)據(jù)異常檢測。該聚類方法引入了局部異常因子算法的理念，并重新定義了相對密度和相對距離。Wang 等（2018）[20]提出了一個新的雙非凸回歸預(yù)測模型。該模型以典型稀疏編碼分類作為預(yù)測的回歸模型，采用乘子交替方向法優(yōu)化公式化的預(yù)測問題。Zhong 等（2015）[21]提出了基于Hadoop 的數(shù)據(jù)挖掘平臺，能夠高效分析電力消費行為、饋線分析應(yīng)用和預(yù)測電力負(fù)荷。

2.3 電力數(shù)據(jù)管理

江龍才等（2020）[22]對電力數(shù)據(jù)的質(zhì)量管理問題進行了研究?？螺x（2018）[23]探索了基于云的系統(tǒng)，可用于管理數(shù)據(jù)。趙釗林（2006）[24]設(shè)計了以數(shù)據(jù)倉庫為基礎(chǔ)的電力數(shù)據(jù)交換與共享平臺。

Liu 等（2017）[25]提出了電力數(shù)據(jù)質(zhì)量評價的大數(shù)據(jù)框架。Di和Ma（2016）[26]提出了用于電力數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量模型，通過提升服務(wù)質(zhì)量控制的靈活性和安全性，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用和細(xì)粒度的流量控制。Hu 等（2016）[27]提出了一個基于B+樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并提出了緩存、查詢、插入、遍歷數(shù)據(jù)的策略。Li 等（2016）[28]等提出了基于Hadoop 的電力數(shù)據(jù)管理平臺，實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理等功能。

Peng 等（2013）[29]提出了基于多線程機制的電力數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，旨在解決低數(shù)據(jù)獲取率、服務(wù)器過載、數(shù)據(jù)節(jié)點的IP 地址低可靠性的問題。Lin 等（2012）[30]設(shè)計了異常原因診斷系統(tǒng)，基于設(shè)定的知識庫，利用分類算法實現(xiàn)異常診斷。Wang 和Xiao（2012）[31]提出了基于Hive 的數(shù)據(jù)倉庫，解決海量存儲、查詢和計算能力的不足。Luo 等（2010）[32]設(shè)計了一個集提取、轉(zhuǎn)換和加載的數(shù)據(jù)交換和分享綜合系統(tǒng)。

2.4 研究評述

相關(guān)研究為數(shù)據(jù)的處理、分析和管理提供了思路和方案。然而，沒有研究對SSEPTD 展開分析，而SSEPTD 是EPTS 的基礎(chǔ)，因此，本論文針對SSEPTD 展開研究，考慮基于BC 的EPTS 的系統(tǒng)架構(gòu)和業(yè)務(wù)功能。

3 基于BC的EPTS的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本文提出并實現(xiàn)了基于BC 的EPTS，其架構(gòu)如圖1所示。

圖1：基于BC 的電力交易系統(tǒng)

該架構(gòu)的核心模塊位于BC 服務(wù)平臺（業(yè)務(wù)服務(wù)層）包括：

（1）BC 基礎(chǔ)技術(shù)平臺：包含了企業(yè)BC 技術(shù)平臺超級賬本架構(gòu)。

（2）服務(wù)治理平臺：創(chuàng)建、管理和維護一個動態(tài)、彈性的企業(yè)級BC 網(wǎng)絡(luò)，在BC 服務(wù)平臺內(nèi)，其職能是由BC 服務(wù)治理平臺來承擔(dān)的。

（3）API 接口管理：BC 服務(wù)平臺提供完善的API 接口以及不同編程語言的SDK 包，交易系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過這些連接方式實現(xiàn)對于BC 服務(wù)能力的使用。API 接口管理包含且不僅包含接入認(rèn)證、接口管理與接口服務(wù)等多方角色的分布式賬本服務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)層主要實現(xiàn)交易功能，包括交易系統(tǒng)以及其他的系統(tǒng)，支撐層包括部署框架和物理主機。

3.2 主要功能

3.2.1 市場主體申報數(shù)據(jù)上鏈

在進行交易前，與市場主體相關(guān)的申報數(shù)據(jù)需要上鏈，這些數(shù)據(jù)包括約束規(guī)則、智能合約參數(shù)、電廠撮合的優(yōu)先級信息、電廠/購電方的申報數(shù)據(jù)（上鏈后為密文），如圖2 到圖5所示。上鏈前，區(qū)塊鏈系統(tǒng)需驗證用戶信息后才允許申報數(shù)據(jù)上鏈。

圖2：約束規(guī)則

圖5：電廠/購電方的申報數(shù)據(jù)

3.2.2 通過智能合約實現(xiàn)交易撮合與展示

交易撮合通過智能合約實現(xiàn)，包括以下內(nèi)容：

解密：先從區(qū)塊鏈上按照業(yè)務(wù)序列提取，然后交由交易系統(tǒng)來解密，解密后將明文上鏈，同時將解密私鑰上鏈。

撮合智能合約：首先，按交易序列取出明文。然后，調(diào)用撮合程序進行撮合計算（價格匹配），最后，將撮合（成交）結(jié)果上鏈。

成交結(jié)果展示：分兩個賬戶頁面展示，一個為交易中心賬戶，一個為市場主體賬戶，交易中心賬戶能夠看全部結(jié)果，市場主體賬戶只看直接的成交結(jié)果。

3.2.3 交易代理

交易代理確定售電企業(yè)和用電企業(yè)的代理關(guān)系，保證交易順利進行。交易代理應(yīng)用在系統(tǒng)的實現(xiàn)流程如圖6所示。

圖6：交易代理

（1）代理開放設(shè)置：業(yè)務(wù)中心選擇時間、電壓等級，對10 千伏用戶、35 千伏及以上用戶進行代理開放設(shè)置。

（2）代理關(guān)系發(fā)起：業(yè)務(wù)中心開放代理后，售電公司對10 千伏用戶、35 千伏及以上用戶上傳代理合同，進行發(fā)起代理。

（3）代理關(guān)系確認(rèn)：用電企業(yè)對售電公司發(fā)起的代理關(guān)系進行確認(rèn)，代理生效。

（4）修改代理時間：業(yè)務(wù)中心對已生效的代理關(guān)系進行修改代理時間。若售電公司已退回或售電公司已確認(rèn)，用電企業(yè)已退回，則修改代理關(guān)系失效；若售電公司、用電企業(yè)都進行了確認(rèn)，則這條代理關(guān)系時間修改成功。

4 結(jié)束語

本論文闡述了基于BC 的SSEPTD 技術(shù)方案，包括基于BC 的EPTS 的系統(tǒng)架構(gòu)和業(yè)務(wù)功能，為各類系統(tǒng)管理提供安全性和可靠性功能，為業(yè)務(wù)過程順利開展提供一系列服務(wù)，表明了BC 保護數(shù)據(jù)安全的有效性。