電力信息通信區(qū)塊鏈白皮書

電力信息通信區(qū)塊鏈白皮書第一章電力信息通信行業(yè)的區(qū)塊鏈需求 61.1電力信息通信行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 61.1.1行業(yè)綜述 61.1.2國(guó)際現(xiàn)狀 71.1.3國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 81.2電力信息通信行業(yè)存在問題 91.2.1電力生產(chǎn) 91.2.2電力交易 111.2.3電力金融 131.2.4電力服務(wù) 151.2.5電力數(shù)據(jù)管理 161.2.6安全監(jiān)管 17第二章區(qū)塊鏈賦能電力信息通信行業(yè) 192.1區(qū)塊鏈技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 192.1.1區(qū)塊鏈發(fā)展歷程 192.1.2區(qū)塊鏈核心技術(shù) 212.1.3區(qū)塊鏈應(yīng)用情況 242.1.4區(qū)塊鏈生態(tài)建設(shè) 262.1.5區(qū)塊鏈存在問題 292.2區(qū)塊鏈賦能路徑分析 302.2.1區(qū)塊鏈在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用 302.2.2區(qū)塊鏈在電力交易中的應(yīng)用 322.2.3區(qū)塊鏈在電力金融中的應(yīng)用 332.2.4區(qū)塊鏈在電力服務(wù)中的應(yīng)用 342.2.5區(qū)塊鏈在電力數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用 352.2.6區(qū)塊鏈在電力安全監(jiān)管中的應(yīng)用 37第三章區(qū)塊鏈在電力信息通信行業(yè)的典型案例 383.1案例一：可再生能源電力消納 383.1.1案例背景 3現(xiàn)狀 3存在問題 383.1.2解決方案 3創(chuàng)新產(chǎn)品 3實(shí)施方案 423.1.3應(yīng)用成效 453.2案例二：基于區(qū)塊鏈的物資質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用 453.2.1案例背景 4現(xiàn)狀 4存在問題 463.2.2解決方案 473.2.3應(yīng)用成效 493.3案例三：浙江電力可信身份認(rèn)證 493.3.1案例背景 4現(xiàn)狀 4存在問題 493.3.2解決方案 4創(chuàng)新產(chǎn)品 50實(shí)施方案 503.3.3應(yīng)用成效 543.4案例四：區(qū)塊鏈+電子合同 543.4.1案例背景 5現(xiàn)狀 5存在問題 553.4.2解決方案 553.4.3應(yīng)用成效 573.5案例五：基于區(qū)塊鏈的分布式微網(wǎng)電力公平交易系統(tǒng) 573.5.1案例背景 5現(xiàn)狀 5存在問題 573.5.2解決方案 5創(chuàng)新產(chǎn)品 5實(shí)施方案 583.5.3應(yīng)用成效 593.6案例六：區(qū)塊鏈在電力金融領(lǐng)域的應(yīng)用 603.6.1案例背景 60現(xiàn)狀 60存在問題 613.6.2解決方案 613.6.3應(yīng)用成效 633.7案例七：云南電網(wǎng)可信數(shù)據(jù)存證的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用 653.7.1案例背景 6現(xiàn)狀 6存在問題 653.7.2解決方案 6創(chuàng)新產(chǎn)品 6實(shí)施方案 713.7.3應(yīng)用成效 72第四章電力信息通信行業(yè)區(qū)塊鏈發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 734.1技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 734.1.1核心技術(shù) 734.1.2擴(kuò)展技術(shù) 754.1.3配套技術(shù) 774.2融合應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn) 784.2.1建立共信 784.2.2拓展應(yīng)用 784.2.3深化社會(huì)影響 794.3產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 804.3.1政策方面 804.3.2標(biāo)準(zhǔn)方面 814.3.3人才方面 834.3.4測(cè)評(píng)體系 844.3.5產(chǎn)業(yè)配套 854.3.6開源生態(tài) 86第五章電力信息通信行業(yè)區(qū)塊鏈發(fā)展建議 875.1技術(shù)方向 875.1.1共識(shí)機(jī)制 875.1.2跨鏈技術(shù) 875.1.3智能合約技術(shù) 885.1.4安全與可監(jiān)管技術(shù) 885.2支撐體系 895.2.1政策 895.2.2標(biāo)準(zhǔn)制定 90創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)模式 90促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)推廣應(yīng)用 9需要標(biāo)準(zhǔn)化方向建議 915.2.3人才 925.3產(chǎn)業(yè)協(xié)同 925.3.1產(chǎn)業(yè)組織協(xié)調(diào)發(fā)展 925.3.2高新技術(shù)融合發(fā)展 9區(qū)塊鏈+5G 9區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù) 9區(qū)塊鏈+人工智能 9區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng) 935.3.3產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新配套發(fā)展 9加強(qiáng)行業(yè)級(jí)應(yīng)用支撐能力 9加強(qiáng)科技創(chuàng)新資本助力 945.3.4開源生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展 9培育區(qū)塊鏈開源生態(tài) 9強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)和開源聯(lián)動(dòng) 95《電力信息通信區(qū)塊鏈白皮書》編委會(huì)主編：王棟副主編：蔣煒、玄佳興、白敬強(qiáng)、梁志琴、馬萬里、胡宏彬、亓峰、段軍紅、王晨輝編委：王艷松、王雷、潘磊、沈雪晴、李堅(jiān)、王心妍、駱釗、陳世武、戴智、林皓、汪洋、王志強(qiáng)、張忠寶、裴慶祺、姚影、王鵬、呂佳宇、何晟軒、劉田秦、周磊、陳顯龍、袁建平、尚超、陸旭、詹國(guó)勇、勞衛(wèi)倫、吳雙力、楊波第一章電力信息通信行業(yè)的區(qū)塊鏈需求習(xí)近平總書記在2019年10月24日學(xué)習(xí)會(huì)議中指出：“區(qū)塊鏈技術(shù)的集成應(yīng)用在新的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)變革中起著重要作用。我們要把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，明確主攻方向，加大投入力度，著力攻克一批關(guān)鍵核心技術(shù)，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展?！睂?duì)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用前景和發(fā)展給予極大肯定，從國(guó)家戰(zhàn)略層面為區(qū)塊鏈的應(yīng)用發(fā)展指明了方向。近年來，互聯(lián)網(wǎng)在推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、應(yīng)用融合等方面起到了積極的促進(jìn)作用，然而，互聯(lián)網(wǎng)無序、無規(guī)則、無信任的技術(shù)特點(diǎn)助長(zhǎng)了互聯(lián)網(wǎng)的野蠻生長(zhǎng)，如何保證互聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展是當(dāng)下重要的研究?jī)?nèi)容。區(qū)塊鏈具有公開透明、可追溯、防篡改、去中心的技術(shù)特性，是給互聯(lián)網(wǎng)帶來秩序、規(guī)則和信任的典型技術(shù)手段，將推動(dòng)“信息互聯(lián)網(wǎng)”向“價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)”轉(zhuǎn)變，助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)高效發(fā)展。目前，電力通信部署傳統(tǒng)的高度中心化數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)通信資源進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)庫(kù)大多通過服務(wù)器構(gòu)架來實(shí)現(xiàn)。基于重要性和安全性考慮，無論數(shù)據(jù)庫(kù)是否基于云服務(wù)器，仍然需要管理員對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行控制，由管理員對(duì)用戶設(shè)定相關(guān)權(quán)限，保證系統(tǒng)的安全、可靠，所有用戶必須信任數(shù)據(jù)庫(kù)管理員。當(dāng)前，成熟的數(shù)據(jù)管理模式也存在以下弊端：a.數(shù)據(jù)溯源困難。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)允許不斷修改、永久刪除數(shù)據(jù)，若要追溯歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)可以不斷滾動(dòng)備份不同時(shí)間版本的數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)備份的周期難以設(shè)定為無限小，理論上，存在兩次備份周期內(nèi)數(shù)據(jù)變動(dòng)信息丟失的可能。b.數(shù)據(jù)安全問題。高度中心化數(shù)據(jù)庫(kù)賦予管理員對(duì)數(shù)據(jù)維護(hù)最高的權(quán)利，用戶高度信任管理員。管理員有權(quán)對(duì)數(shù)據(jù)做任何事情，通常是企業(yè)員工或外委單位人員，難以分辨管理員惡意或失誤操作導(dǎo)致數(shù)據(jù)被刪，即使用戶輸入了正確的數(shù)據(jù)，管理員還是可以進(jìn)行刪修。c.維護(hù)成本高。通信資源數(shù)據(jù)庫(kù)一般部署一主一備服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，以防數(shù)據(jù)丟失，如果主服務(wù)器接受了數(shù)據(jù)更改，而備用服務(wù)器數(shù)據(jù)備份失敗，還可能存在數(shù)據(jù)不一致的情況，提高了日常維護(hù)難度和成本。結(jié)合目前電力信息通信行業(yè)的特點(diǎn)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，合理利用區(qū)塊鏈中的去中心化程度與共識(shí)機(jī)制，是基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電力專業(yè)通信資源管理思路。從應(yīng)用角度來看，區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)分布式的共享賬本和數(shù)據(jù)庫(kù)，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護(hù)、公開透明等特點(diǎn)，可以很好地解決上述電力信息通信行業(yè)的相關(guān)管理弊端。電力行業(yè)是以發(fā)電、輸電、配電為主要生產(chǎn)過程的一項(xiàng)公用事業(yè)，它出售的是千家萬戶必不可少的電力這一特殊的商品。電力通信是電力生產(chǎn)過程中必不可少的技術(shù)支撐手段，它起著至關(guān)重要的作用。在電力系統(tǒng)中，隨著電力系統(tǒng)管理信息化的發(fā)展，電力通信的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，通信設(shè)備的更新，通信網(wǎng)的運(yùn)行管理日益引起電力業(yè)主的重視。自20世紀(jì)90年代初，世界各國(guó)電力公司先后對(duì)各自的電力通信作了改革，縱觀當(dāng)今的電力通信改革，主要有3種模式，即專網(wǎng)專用，電力控股、內(nèi)外兼營(yíng)以及專網(wǎng)公化。a.專網(wǎng)專用這是傳統(tǒng)的電力通信模式,它從電力系統(tǒng)自身的安全性、可靠性出發(fā)，實(shí)現(xiàn)自給自足的運(yùn)作模式。它的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充，對(duì)故障的處理也很及時(shí)，反應(yīng)迅速。但缺點(diǎn)也很明顯：首先，電力通信數(shù)據(jù)量都比較小，因此系統(tǒng)容量有限，很難產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。在電力業(yè)主看來，只見不斷投資而沒有直接帶來經(jīng)濟(jì)效益,而且隨著技術(shù)的進(jìn)步,這種投資需不斷進(jìn)行且越來越大。另一方面，系統(tǒng)的利用率卻低下，運(yùn)營(yíng)成本高。目前包括我國(guó)在內(nèi)，還有許多電力公司還沒有完全走出這種模式。b.電力控股內(nèi)外兼營(yíng)成立一個(gè)子公司，業(yè)主把通信資產(chǎn)劃歸子公司或租借給子公司，同時(shí)也將自己的全部通信業(yè)務(wù)以全商業(yè)的模式與子公司簽訂服務(wù)合同。子公司一方面向電力業(yè)主提供服務(wù)，在基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)還未開放的情況下，與第三方合作并提供服務(wù)。該方式給予子公司相當(dāng)大的自由度，即在保證電力專網(wǎng)系統(tǒng)通信的條件下，可以充分面向市場(chǎng)，在競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境下尋求外部生存和發(fā)展空間，充分利用富裕資源,培養(yǎng)自身的技術(shù)和銷售人員，逐漸與其他電信公司在管理等各方面縮短差距。英國(guó)電力通信的改革就是走的這條路。英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司（NGC）在它所屬的275kV、400kV高壓電纜上鋪設(shè)了7000km的光纜，并于成立了NGC控股且具有電信經(jīng)營(yíng)權(quán)的Energis通信公司（36%股份）。迫于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，他們僅僅用了兩年的時(shí)間，花了2.5億英鎊，就在NGC的電力傳輸網(wǎng)上鋪設(shè)了3500km的光纜通信網(wǎng)，又經(jīng)營(yíng)全國(guó)的12個(gè)地區(qū)電力公司配電網(wǎng)的輸電桿塔和電纜管道。c.專網(wǎng)公化參與電力系統(tǒng)通信的成員主要是企業(yè)內(nèi)部單位部門或員工、數(shù)量有限的外企業(yè)單位，如合作單位、與電力系統(tǒng)密切相關(guān)的行業(yè)單位（氣象、水利、通信公網(wǎng)、國(guó)防、金融、司法部門單位）等，其網(wǎng)絡(luò)往往僅限于內(nèi)部使用，使得各企業(yè)間信息流通受阻，長(zhǎng)期無法信息交流有礙于企業(yè)的發(fā)展，因此利用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)公化有必要進(jìn)行深入研究。例如，在新電力法的管制下，芬蘭競(jìng)爭(zhēng)性的電力市場(chǎng)的形成,是北歐四國(guó)經(jīng)貿(mào)體系互動(dòng)的結(jié)果。由于挪威和瑞典有豐富的水電資源，丹麥和芬蘭的水電資源相對(duì)較少，故北歐四國(guó)存在著跨國(guó)輸電的廣闊市場(chǎng)，而其網(wǎng)絡(luò)特性單一，彼此間沒有信息交互。芬蘭國(guó)家電力公司經(jīng)過分拆精簡(jiǎn)后，組成了新的公司Fingrid。該公司管理著7個(gè)區(qū)域控制中心和1個(gè)國(guó)家調(diào)度中心，以及從400kV主網(wǎng)到部分110kV等級(jí)的國(guó)家輸電網(wǎng)。Fingrid也可以自由選擇從事維修的承包商。1992年芬蘭國(guó)家電力公司在其內(nèi)部實(shí)行了電力通信體制的改革，并將電力通信網(wǎng)分離出來，成立了Teleivo通信公司，開始了電力通信公有化的嘗試。再如，在邊緣專用網(wǎng)絡(luò)如物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行信息共享可以緩解網(wǎng)絡(luò)資源的限制并提升信息的利用效率。但由于終端用戶如車輛、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等相互之間缺乏信任，信息共享面臨著較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。而隨著智能交通技術(shù)的發(fā)展，區(qū)塊鏈也將廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等私有網(wǎng)絡(luò)中，為邊緣網(wǎng)絡(luò)的用戶建立了一種安全可信的分布式信息共享機(jī)制，從而提升了用戶信息的安全性和隱私性，使得原專有網(wǎng)絡(luò)公有化。a.電網(wǎng)的有效監(jiān)視和控制隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的用電量呈現(xiàn)持續(xù)上漲的趨勢(shì)，尤其是工業(yè)用電對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的要求是非常高的。通過對(duì)實(shí)際情況的了解，很多地區(qū)的電力系統(tǒng)或多或少都會(huì)出現(xiàn)一定的問題。究其原因，主要還是電力系統(tǒng)在使用的過程中存在著一定的問題。針對(duì)這種情況，很多地區(qū)都引起了足夠的重視，同時(shí)也加大了對(duì)于電網(wǎng)建設(shè)的投入，尤其是在電網(wǎng)的監(jiān)視和控制方面。通過對(duì)電網(wǎng)出現(xiàn)的問題的分析，對(duì)其中不穩(wěn)定的地方實(shí)行有效的監(jiān)控，從而保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行，如果出現(xiàn)一定的問題也能夠及時(shí)地解決。此外還釆取了有效的控制方式，逐漸提高了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。b.在氣象和新能源方面的應(yīng)用隨著電力通信系統(tǒng)的不斷完善，其在氣象監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用也更加成熟。比如其在水電站中的應(yīng)用，有些水電站沒有設(shè)置專門的人員對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。這樣就可以利用電力通信系統(tǒng)收集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，這樣就可以完成數(shù)據(jù)的分析。此外，電力通信系統(tǒng)在新能源中的應(yīng)用也發(fā)揮了一定的效果，在未來新能源開發(fā)和利用的過程中，其作用會(huì)更加突出。c.在保護(hù)環(huán)境方面的應(yīng)用近些年來我國(guó)的環(huán)境問題日益嚴(yán)重，釆取有效的措施來保護(hù)環(huán)境勢(shì)在必行。近幾年國(guó)家加大了環(huán)境保護(hù)的力度，同時(shí)也設(shè)定了各行各業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)。而電力通信系統(tǒng)的應(yīng)用則可以對(duì)各企業(yè)的廢棄物的排放情況進(jìn)行有效的監(jiān)控。同時(shí)在應(yīng)用各項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)λ〉脴颖具M(jìn)行全面的分析，然后進(jìn)行統(tǒng)一的處理，不僅在很大程度上提高了工作效率，同時(shí)也保證了數(shù)據(jù)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。因而電力通信系統(tǒng)對(duì)于我國(guó)的環(huán)保事業(yè)也有著一定的作用。d.在電網(wǎng)的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)方面的作用近幾年隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，電子商務(wù)平臺(tái)的發(fā)展有目共睹，而電網(wǎng)商業(yè)化的發(fā)展主要是以全國(guó)性的聯(lián)網(wǎng)工程為依據(jù)，要想實(shí)現(xiàn)電商的突破和發(fā)展，主要與國(guó)際接軌，創(chuàng)建更大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在這樣的環(huán)境下，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)取得很大程度的提升。這些發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要以電力通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，同時(shí)在我國(guó)電力通信不斷發(fā)展的過程中，電力通信發(fā)展中也存在的問題，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。a)不夠完善的管理標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)階段電力通信的管理標(biāo)準(zhǔn)是按照國(guó)家的要求來設(shè)定的，然而電力系統(tǒng)有著其自身的特點(diǎn)，在這種情況下很多標(biāo)準(zhǔn)就存在著一定的問題，也無法得到有效的改善。而在電力通信未來的發(fā)展中，如果沒有有效地解決此問題將會(huì)對(duì)其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展造成一定的影響。b)區(qū)域發(fā)展的差異性十分明顯我國(guó)不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有著很大的區(qū)別，一些科技的應(yīng)用是存在著一些差異的，這也是導(dǎo)致電力通信發(fā)展不均衡的重要原因。同時(shí)受到其他自然條件的影響，一些地區(qū)電力通信的發(fā)展相對(duì)落后,但是這種不均衡的發(fā)展格局需要進(jìn)行改變。a.碳排放交易自2011年開展試點(diǎn)以來，我國(guó)的碳市場(chǎng)發(fā)展取得了一定的成效，但在數(shù)據(jù)采集、信用監(jiān)管、信息流通等多個(gè)方面存在問題。a)碳排放數(shù)據(jù)采集缺乏標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)真實(shí)性、實(shí)時(shí)性有待考證數(shù)據(jù)的不同采集點(diǎn)之間、政府與企業(yè)之間、各個(gè)企業(yè)之間都有可能不同?，F(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)的采集由于統(tǒng)計(jì)口徑和渠道的不同導(dǎo)致整體和局部、經(jīng)濟(jì)和能源等數(shù)據(jù)不匹配。曾有試點(diǎn)專家指出當(dāng)前存在明顯的“自上而下算出來的數(shù)，和自下而上算出來的數(shù)，對(duì)不上。行業(yè)協(xié)會(huì)報(bào)上來的數(shù)和排放清單的數(shù)，也對(duì)不上”的情況。b)碳指標(biāo)發(fā)放、交易無法追蹤溯源碳指標(biāo)的獲得方式有政府配額、有償競(jìng)拍兩種，目前仍以政府配額為主。企業(yè)得到配額后，多余的部分進(jìn)入二級(jí)交易市場(chǎng)。而整個(gè)過程中數(shù)據(jù)的追蹤只有各個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)匯報(bào)，無法形成一個(gè)交易閉環(huán)，數(shù)據(jù)不能追本溯源，導(dǎo)致對(duì)數(shù)據(jù)的信用存疑。c)監(jiān)管制度不完善，缺乏碳指標(biāo)、碳排放的統(tǒng)一監(jiān)管體系國(guó)內(nèi)碳排放交易市場(chǎng)尚未完全成熟，有關(guān)市場(chǎng)的交易機(jī)制、監(jiān)管機(jī)制等方面不完善。此外，涉及碳排放交易第三方的核證機(jī)構(gòu)，有待進(jìn)一步培育，認(rèn)證、認(rèn)可和登記注冊(cè)系統(tǒng)要進(jìn)一步的建立，交易平臺(tái)建設(shè)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還需要進(jìn)一步的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。b.可再生能源消納隨著能源結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，可再生能源發(fā)電占比不斷提高，棄風(fēng)棄光率也在不斷下降，然而我國(guó)可再生能源電力消納仍然存在一些問題。一方面我國(guó)可再生能源電力供需仍以省內(nèi)平衡和就地消納為主，可再生能源電力的間歇性特性，使得可再生能源發(fā)電的成本除了電場(chǎng)的建設(shè)成本和接網(wǎng)費(fèi)用外，還包含新增備用容量和調(diào)峰等備用成本。我國(guó)可再生能源發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)高于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)電價(jià)的部分以及接網(wǎng)費(fèi)用，通過向電力用戶征收電價(jià)附加的方式在全國(guó)范圍內(nèi)分?jǐn)?，而備用等輔助服務(wù)相關(guān)的費(fèi)用由省級(jí)電力調(diào)度交易機(jī)構(gòu)在省內(nèi)平衡，這導(dǎo)致各省對(duì)消納省外的可再生能源電力缺乏積極性。另一方面在《通知》出臺(tái)之前，我國(guó)出臺(tái)了一系列政策逐步規(guī)范優(yōu)化可再生能源電力消納市場(chǎng)，但在消納可再生能源電力方面缺乏激勵(lì)且市場(chǎng)機(jī)制不夠健全。歐美國(guó)家將配額制和其他補(bǔ)貼政策配合實(shí)施，激發(fā)部分企業(yè)認(rèn)購(gòu)熱情，取得了良好的效益。我國(guó)對(duì)可再生能源電力消納采取的綠證自愿認(rèn)購(gòu)制度。綠證是綠色電力證書的簡(jiǎn)稱，是國(guó)家對(duì)發(fā)電企業(yè)每兆瓦時(shí)非水可再生能源上網(wǎng)電量頒發(fā)的具有唯一代碼標(biāo)識(shí)的電子憑證。綠證由于政策激勵(lì)不夠，且中心化管理且只能交易一次，市場(chǎng)化不足導(dǎo)致并沒有取得良好的效果，公眾對(duì)綠證的認(rèn)意愿不高。c.分布式電力交易隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，太陽能發(fā)電、風(fēng)電等逐漸成為發(fā)電的重要來源。鼓勵(lì)分布式發(fā)電參與市場(chǎng)化交易進(jìn)一步推動(dòng)了交易模式的變化。同時(shí)，售電側(cè)的放開使得市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)主體類型更加靈活，生產(chǎn)者和消費(fèi)者的界限逐漸模糊，電力交易類型和管理模式呈現(xiàn)多元化的趨勢(shì)。分布式電力交易將在能源互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮越來越重要的作用，具有參與者眾多、單筆交易量小等特點(diǎn)的分布式電力交易模式逐步將成為一種趨勢(shì)，但分布式電力交易也暴露出一些問題，具體表現(xiàn)如下:首先，用戶信息不透明，如何對(duì)交易雙方身份進(jìn)行核實(shí)、如何校驗(yàn)信息來確保交易安全，是亟待解決的問題;其次，分布式電力市場(chǎng)化交易中用戶、電網(wǎng)和發(fā)電廠商三方利益存在不對(duì)等，怎樣平衡各方的利益、降低交易成本，是目前存在的難點(diǎn)問題;再次，當(dāng)前的分布式電力交易手續(xù)煩瑣，流程復(fù)雜，影響用戶參與意愿，無法跟隨能源行業(yè)變革預(yù)期的步伐;最后，分布式電力交易市場(chǎng)靈活，交易主體規(guī)模大，如何保證分布式能源交易的市場(chǎng)供需平衡、維持市場(chǎng)價(jià)格的穩(wěn)定，也是目前面臨的重大問題。d.需求側(cè)響應(yīng)許多國(guó)家已從能源戰(zhàn)略高度將需求側(cè)響應(yīng)資源置于與發(fā)電側(cè)資源同等甚至優(yōu)先的地位，已經(jīng)開展了多項(xiàng)需求側(cè)響應(yīng)的試點(diǎn)工作。我國(guó)雖于2012年開始開展了一系列電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)，但由于市場(chǎng)價(jià)格激勵(lì)機(jī)制尚未健全，需求響應(yīng)方面的實(shí)質(zhì)性工作并不多，實(shí)施效果也并不盡如人意。具體問題如下:a)激勵(lì)機(jī)制相對(duì)較弱，且執(zhí)行流程煩瑣。國(guó)內(nèi)部分電力省市電網(wǎng)制定了需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制和開發(fā)了響應(yīng)的運(yùn)行平臺(tái)，但是一方面峰谷電價(jià)差距較小，用戶節(jié)省的電費(fèi)不足以補(bǔ)償其調(diào)整作息時(shí)間而產(chǎn)生的成本，很難激勵(lì)電力用戶改變其用電方式實(shí)現(xiàn)移峰填谷;另一方面，用戶需要經(jīng)過多個(gè)線下線上流程交替執(zhí)行才能完成需求側(cè)響應(yīng)，電網(wǎng)評(píng)估為有效的響應(yīng)后才能獲得相應(yīng)補(bǔ)貼。流程相對(duì)煩瑣，用戶體驗(yàn)不佳，不便于需求響應(yīng)的申請(qǐng)和執(zhí)行。b)需求數(shù)據(jù)把握精細(xì)化管理水平不高。更多的是關(guān)注消費(fèi)電量，而對(duì)具體的電能使用情況了解甚少，用戶無法通過自主分析消費(fèi)信息、主動(dòng)開展需求側(cè)響應(yīng)工作。而電力企業(yè)對(duì)用戶的用電信息進(jìn)行了實(shí)時(shí)記錄，但并未對(duì)具體使用情況進(jìn)行精細(xì)化分析、為用戶提供用電診斷服務(wù)和負(fù)荷調(diào)整方案。c)需求側(cè)響應(yīng)管理信息互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享難。用于需求側(cè)響應(yīng)管理的平臺(tái)、重點(diǎn)用能企業(yè)用電在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)以及雙向電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立存在，并未互聯(lián)互通，形成信息孤島。轉(zhuǎn)移負(fù)荷潛力的用戶在激勵(lì)機(jī)制不到位的情況下，不愿意與需求響應(yīng)，需求響應(yīng)實(shí)施機(jī)構(gòu)由于掌握的用戶實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)有限，無法找出需求響應(yīng)潛在資源，無法確定哪些企業(yè)適合參與需求響應(yīng)，影響了需求側(cè)響應(yīng)的執(zhí)行。隨著電力市場(chǎng)改革的推進(jìn)，市場(chǎng)主體自主協(xié)商交易開展頻繁?，F(xiàn)有線下協(xié)商的交易模式存在協(xié)商成本高、協(xié)商效率低下、相關(guān)數(shù)據(jù)透明可信且可追溯性低存在市場(chǎng)初期多次交易套利的行為等問題，且存在內(nèi)部串通、惡性競(jìng)價(jià)等問題。將市場(chǎng)主體、量?jī)r(jià)信息、交易合約上鏈，可確保市場(chǎng)主體可信度，保護(hù)用戶量?jī)r(jià)隱私與交易合約權(quán)威性。為了解決上述問題并且滿足國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局及地方政府等政府機(jī)構(gòu)對(duì)電力交易業(yè)務(wù)開展常態(tài)化監(jiān)管工作的需求。在電力雙邊交易協(xié)商中，需要為電力交易主體提供一個(gè)安全、可信的協(xié)商環(huán)境，從而效提高電力交易雙邊協(xié)商效率、降低交易成本，為雙邊交易監(jiān)管提供安全、可信的技術(shù)機(jī)制。在電力交易領(lǐng)域的核心在于建立信任，解決信息世界的信任問題，在電力交易領(lǐng)域，需要搭建一個(gè)可信、透明、高效的平臺(tái)，為市場(chǎng)成員提供互信、自治、靈活的交易模式與體驗(yàn)，提升能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值創(chuàng)造能力。在電力批發(fā)市場(chǎng)中，針對(duì)市場(chǎng)主體日益增多的跨省運(yùn)營(yíng)需求，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)主體信息在全國(guó)各個(gè)交易機(jī)構(gòu)間高效同步和安全共享，需要一種存儲(chǔ)技術(shù)支撐市場(chǎng)主體注冊(cè)、重大信息變更、重大事項(xiàng)公示、退市等全生命周期管理。同時(shí)，也需要一種存證溯源技術(shù)進(jìn)行售電公司資產(chǎn)及售電量鏈上核查，解決全國(guó)范圍內(nèi)售電量聯(lián)合統(tǒng)計(jì)、注冊(cè)信息變更高效同步、資產(chǎn)異地準(zhǔn)確核驗(yàn)等業(yè)務(wù)痛點(diǎn)。在電力零售市場(chǎng)中，現(xiàn)有的市場(chǎng)機(jī)制在零售用戶業(yè)務(wù)實(shí)際操作執(zhí)行過程中，在監(jiān)管、核算等方面仍存在難題。零售市場(chǎng)形成后，若仍然采用完全中心化的集中管控手段，將難以實(shí)現(xiàn)低成本、大規(guī)模的參與市場(chǎng)化交易，需要加強(qiáng)電力零售市場(chǎng)數(shù)據(jù)的監(jiān)管。因數(shù)據(jù)可能會(huì)被篡改，數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性、可用性、防篡改性、可追溯性、可審計(jì)性得不到保證，電力零售市場(chǎng)要求系統(tǒng)交易數(shù)據(jù)長(zhǎng)期存儲(chǔ)、數(shù)字生成過程前后關(guān)聯(lián)，確保市場(chǎng)行為的“可控、能控、在控”。在電力衍生品交易中，需要能夠?qū)崿F(xiàn)交易申報(bào)、出清全業(yè)務(wù)鏈上運(yùn)作，保障交易可信高效的保障技術(shù)。隨著可再生能源爆發(fā)式增長(zhǎng)，可再生能源發(fā)電消納問題凸顯，政府頒發(fā)保障機(jī)制促進(jìn)綠電消納，要求落實(shí)消納責(zé)任權(quán)重實(shí)施工作?？稍偕茉聪{憑證由企業(yè)和用戶自愿認(rèn)購(gòu)，但存在動(dòng)力不足，不能二次交易，交易、核發(fā)流程繁瑣，價(jià)格過高，流動(dòng)性不足以及綠卡開發(fā)系統(tǒng)無法自行認(rèn)證等問題。急需實(shí)現(xiàn)可再生能源電力消納憑證在簽發(fā)、交易等全流程的透明性與可控性，提升可再生能源利用水平。在電力市場(chǎng)中存在很多需要解決的問題，解決這些問題對(duì)于促進(jìn)電力市場(chǎng)健康發(fā)展、助推國(guó)家信用體系建設(shè)具有重要意義，電力市場(chǎng)中存在問題的場(chǎng)景以及需求可見1.2-1表所示。電力交易中的場(chǎng)景及需求Applicationscenariosofblockchaintechnologyinelectricitytrading需求場(chǎng)景業(yè)務(wù)需求技術(shù)要點(diǎn)注冊(cè)、變更信息的同步更新，售電電力批發(fā)市場(chǎng)公司資產(chǎn)及電量鏈上檢查售電公司履約保函查驗(yàn)，售電代理電力零售市場(chǎng)關(guān)系和購(gòu)售電合同管理分布式存儲(chǔ)技術(shù)、存證溯源技術(shù)存證溯源技、智能合約技術(shù)分布式發(fā)電市場(chǎng)交市場(chǎng)成員登錄注冊(cè)管理，自動(dòng)攝合身份認(rèn)證技術(shù)、智能合易交易約技術(shù)可再生能源超額消第三方主體計(jì)量認(rèn)證，消納憑證可數(shù)據(jù)確權(quán)技術(shù)、電子簽納憑證交易信核發(fā)，消納憑證自動(dòng)交易名技術(shù)、智能合約技術(shù)源荷互動(dòng)電力交易源荷終端可靠對(duì)接，源荷互動(dòng)交易可信鏈接技術(shù)、智能合約技術(shù)市場(chǎng)主體信用評(píng)價(jià)信用評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)確權(quán)歸集，信用評(píng)價(jià)結(jié)果共享應(yīng)用數(shù)據(jù)確權(quán)技術(shù)、數(shù)據(jù)共享技術(shù)a.停電保險(xiǎn)當(dāng)前，大量工業(yè)類用電客戶尋求故障停電損失補(bǔ)償?shù)男枨笃惹小９收贤ｋ妼?duì)工業(yè)級(jí)用電客戶損失大，且無保險(xiǎn)補(bǔ)償渠道，不同類型、不同行業(yè)的電力用戶因?yàn)楫惓Ｍｋ妼⒃馐懿煌潭鹊慕?jīng)濟(jì)及附帶損失。同時(shí)供電企業(yè)對(duì)緩解停電衍生的服務(wù)需求也十分迫切，針對(duì)故障停電客戶的服務(wù)工作通常占用大量的服務(wù)資源，因而處理上述客戶訴求投入的人力、物力等服務(wù)資源較大。在售電側(cè)市場(chǎng)開放形勢(shì)下，尋找新業(yè)務(wù)拓展需求迫切。故障停電險(xiǎn)范圍涉及全口徑電力用戶，客戶群龐大，供電公司與客戶發(fā)生業(yè)務(wù)往來頻繁，在保險(xiǎn)業(yè)務(wù)推廣上具備先天優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，金融機(jī)構(gòu)對(duì)供電服務(wù)提質(zhì)增效及業(yè)務(wù)拓展方面需求迫切。保險(xiǎn)行業(yè)需在尋求新業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)、壓減運(yùn)營(yíng)成本兩方面尋求突破。目前市場(chǎng)上包含停電損失保險(xiǎn)的僅有“三?！睋p失保險(xiǎn)，且僅指客戶設(shè)備損壞賠償，因覆蓋面窄、理賠手續(xù)復(fù)雜導(dǎo)致市場(chǎng)滲透率低，保險(xiǎn)運(yùn)營(yíng)成本高。傳統(tǒng)的保險(xiǎn)推行模式對(duì)這類新業(yè)務(wù)明顯的不適應(yīng)，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:一是信息不對(duì)等，投保雙方信息不對(duì)稱，導(dǎo)致理賠不信任;二是理賠手續(xù)復(fù)雜，需投保人申請(qǐng)，提交索賠單證，保險(xiǎn)公司人工核損、理算、核賠，周期長(zhǎng);三是理賠監(jiān)管難，因基礎(chǔ)信息不透明，監(jiān)管部門監(jiān)督手段受限。因此，亟須通過新技術(shù)手段開拓保險(xiǎn)業(yè)務(wù)的范圍和模式。b.電力供應(yīng)鏈金融供應(yīng)鏈金融的參與者已經(jīng)囊括了銀行、行業(yè)龍頭、供應(yīng)鏈公司或外貿(mào)綜合服務(wù)平臺(tái)、B2B平臺(tái)、物流公司、金融信息服務(wù)平臺(tái)、能源金融科技公司等各類企業(yè)。供應(yīng)鏈金融在保證供應(yīng)鏈上下游企業(yè)數(shù)據(jù)流真實(shí)性、透明性和流通性發(fā)揮了重要作用，但傳統(tǒng)供應(yīng)鏈金融發(fā)展中存在著供應(yīng)鏈體系上中小企業(yè)融資難、供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)割裂、資金端風(fēng)控成本高、融資工具流通難度大等局限性問題急需解決。其主要問題如下:a)供應(yīng)鏈上存在信息孤島同一供應(yīng)鏈上的各個(gè)企業(yè)之間的ERP系統(tǒng)相互獨(dú)立的現(xiàn)狀，導(dǎo)致企業(yè)間信息割裂，全鏈條信息難以融會(huì)貫通，上下游企業(yè)的信息不透明會(huì)增加銀行等金融機(jī)構(gòu)風(fēng)控難度，供應(yīng)商等中下游企業(yè)融資的滲透度也會(huì)大大降低。b)核心企業(yè)信用不能傳遞傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈金融工具傳遞核心企業(yè)信用能力有限，信息孤島導(dǎo)致上游供應(yīng)商與核心企業(yè)的間接貿(mào)易信息不能得到證明，出現(xiàn)銀行承兌準(zhǔn)入件比較高、商業(yè)匯票存在信用度低等問題，導(dǎo)致核心企業(yè)的信用只傳遞到一級(jí)供應(yīng)商層級(jí)，不能在整條供應(yīng)鏈上做到跨級(jí)傳遞。c)缺乏可信的貿(mào)易場(chǎng)景在供應(yīng)鏈場(chǎng)景下，核心企業(yè)為可信的貿(mào)易背景做背書，銀行通常只服務(wù)核心企業(yè)及其一級(jí)供應(yīng)商的融資需求，而供應(yīng)鏈上的其他中小企業(yè)缺泛實(shí)力來證實(shí)自身的還款能力及貿(mào)易關(guān)系的存在，以至于在現(xiàn)存的銀行風(fēng)險(xiǎn)控制體系下，難以獲得銀行融資，銀行也很難滲入供應(yīng)鏈獲取客戶和放款。整體來講，可信的貿(mào)易場(chǎng)景只存在于核心企業(yè)其一級(jí)供應(yīng)商之間，缺乏豐富的可信貿(mào)易場(chǎng)景。d)履約風(fēng)險(xiǎn)無法有效控制供應(yīng)商與買方之間、融資方和金融機(jī)構(gòu)之間的支付和約定結(jié)算受限于各參與主體的契約精神和履約意愿，尤其是涉及多級(jí)供應(yīng)商結(jié)算時(shí)，不確定性因素較多，時(shí)常出現(xiàn)資金挪用、惡意違約或操作風(fēng)險(xiǎn)等現(xiàn)象。e)融資難、融資貴在目前賒銷模式盛行的市場(chǎng)背景下，供應(yīng)鏈上游的供應(yīng)商往往存在較大資金缺口，如果沒有核心企業(yè)的背書，他們難以獲得銀行的優(yōu)質(zhì)貸款，而民間借貸利息成本往往很高，這些問題的存在是導(dǎo)致其融資難、融資貴的主要因素。c.電費(fèi)金融根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局官方數(shù)據(jù)，截至2018年年底，我國(guó)工業(yè)企業(yè)數(shù)量為378440個(gè)，其中大型工業(yè)企業(yè)數(shù)量9103個(gè)，中型工業(yè)企業(yè)數(shù)量49778個(gè)，小型工業(yè)企業(yè)數(shù)量319559個(gè)，中小企業(yè)占企業(yè)總數(shù)為97.59%，工業(yè)企業(yè)的用電量占我國(guó)電力可供量的70%以上。國(guó)網(wǎng)企業(yè)服務(wù)于全體電力客戶，所以服務(wù)好工業(yè)企業(yè)是國(guó)家電網(wǎng)有限公司的責(zé)任和使命，而服務(wù)好中小型工業(yè)企業(yè)更是國(guó)家電網(wǎng)有限公司義不容辭的責(zé)任。目前，電網(wǎng)企業(yè)面臨著電力市場(chǎng)改革的重大考驗(yàn)，電力市場(chǎng)的痛點(diǎn)主要有以下幾個(gè):a)中心化資源分配機(jī)制，導(dǎo)致交易成本較高電力交易屬于一種能源交易，能源交易一般在交易所內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和管理，除了需要支一定費(fèi)用給第三方(如評(píng)級(jí)、信托和融資公司等機(jī)構(gòu))來保障交易安全外，中心數(shù)據(jù)庫(kù)的日常維護(hù)以及清算信息在跨部門間的反復(fù)校對(duì)也需要一定成本，高昂的成本大大降低了能源交易效率。此外，我國(guó)的能源交易也可以在交易所場(chǎng)外(如中國(guó)天交所)通過電話和計(jì)算機(jī)進(jìn)行協(xié)商完成(即場(chǎng)外交易OTC)，該交易方式靈活，不顯示數(shù)量和單位，但會(huì)承擔(dān)信用風(fēng)險(xiǎn)和額外成本，并需要從其設(shè)定的買賣報(bào)價(jià)差中得到一定補(bǔ)償。同時(shí)，信息不對(duì)稱也加大了市場(chǎng)失效的可能性，使交易的達(dá)成存在較大風(fēng)險(xiǎn)。b)用電企業(yè)面臨巨額保證金，繳費(fèi)方式落后用電企業(yè)在傳統(tǒng)交費(fèi)時(shí)面臨著“企業(yè)保證金無收益、傳統(tǒng)交費(fèi)不便捷”的問題，巨額的保證金的不到理財(cái)收益，即造成了資金價(jià)值的浪費(fèi)，又增加了用電企業(yè)的負(fù)擔(dān)。此外，電力營(yíng)銷風(fēng)險(xiǎn)的管控，用戶交費(fèi)方式的改善有待解決。服務(wù)的涵義相對(duì)較為廣泛，無論線上線下，只要能夠?yàn)榉?wù)對(duì)象提供價(jià)值的工作，都可算作服務(wù)的一種。區(qū)塊鏈作為一種去中心化信任體系的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，主要應(yīng)用目標(biāo)聚焦在多元利益主體參與的，對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)真實(shí)性、正確性達(dá)成一致共識(shí)的場(chǎng)景。所以我們把區(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)的電力服務(wù)對(duì)象劃定在以下范圍，即源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)以及根據(jù)其數(shù)據(jù)價(jià)值衍生出的其他服務(wù)場(chǎng)景。這其中同時(shí)包含了對(duì)內(nèi)、對(duì)外多層次多類型的服務(wù)，對(duì)內(nèi)目標(biāo)為打通業(yè)務(wù)壁壘，努力降本增效，對(duì)外目標(biāo)為促進(jìn)數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)增值變現(xiàn)。內(nèi)部業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)壁壘，更多的可以依靠數(shù)據(jù)中臺(tái)的模式，以業(yè)務(wù)流為導(dǎo)向，通過寬表、標(biāo)簽中心等方法實(shí)現(xiàn)，區(qū)塊鏈技術(shù)可在不降低業(yè)務(wù)效率的情況下，輔助完成跨專業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存證和共識(shí)，但目前看來實(shí)際應(yīng)用范圍相對(duì)較窄。我們更多的關(guān)注應(yīng)集中在對(duì)外數(shù)據(jù)融合、增值變現(xiàn)等問題上，比如各地正在集體攻堅(jiān)的能源大數(shù)據(jù)中心系列場(chǎng)景。在能源企業(yè)各方數(shù)據(jù)均具有行業(yè)保密屬性，無法大規(guī)模直接集中融合的情況下，利用區(qū)塊鏈的去中心化屬性，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行哈希存證（指紋化以保證其可驗(yàn)證且不可篡改，從而實(shí)現(xiàn)特定需求下的局部化非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融合應(yīng)用。此類應(yīng)用未來可以支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)平臺(tái)、智慧城市等相關(guān)大型場(chǎng)景，但由于涉及的政府機(jī)構(gòu)、企業(yè)單位較為復(fù)雜，這里不做重點(diǎn)探討。我們用以下兩個(gè)正在實(shí)際進(jìn)行中的需求實(shí)現(xiàn)，作為區(qū)塊鏈電力服務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景的典型代表。a.廠網(wǎng)購(gòu)電財(cái)務(wù)支付信息供電企業(yè)與發(fā)電企業(yè)之間存在著長(zhǎng)期且穩(wěn)定的購(gòu)售電關(guān)系，由于是大批量的躉售，其結(jié)算和支付的過程往往具有滯后性，發(fā)電企業(yè)不能及時(shí)對(duì)現(xiàn)營(yíng)收，且無法掌握準(zhǔn)確的支付時(shí)間，因此產(chǎn)生了兩個(gè)主要問題。一是發(fā)電企業(yè)頻繁的電話問詢支付的具體時(shí)間，而供電企業(yè)財(cái)務(wù)部門疲于應(yīng)對(duì)，導(dǎo)致溝通成本增加；二是發(fā)電企業(yè)在無法預(yù)知支付時(shí)間的情況下，可能需要通過貸款維持經(jīng)營(yíng)，而貸款時(shí)間和支付時(shí)間如果相差較短，則可能產(chǎn)生貸款利息和存款利息的利差，導(dǎo)致出現(xiàn)無效的金融成本。此時(shí)，需要在供電企業(yè)與發(fā)電企業(yè)之間形成共識(shí)的基礎(chǔ)上通過應(yīng)用實(shí)時(shí)共享數(shù)據(jù)，以此保證了交易過程的公開公正同時(shí)降低溝通成本和金融成本。b.水利水電業(yè)務(wù)城市經(jīng)濟(jì)體傍水而建，是自古以來的通用原則，流域經(jīng)濟(jì)有著天然的優(yōu)勢(shì)。然而流域經(jīng)濟(jì)同樣也有著不可忽視的問題，即防汛抗洪。階梯式建造的水電站，本身就擁有調(diào)節(jié)豐枯的功能，但人員專業(yè)性不強(qiáng)，調(diào)節(jié)的方式更多的是憑經(jīng)濟(jì)驅(qū)使、行政命令和經(jīng)驗(yàn)累積。水利部門的人員恰恰具有水文數(shù)據(jù)分析的能力和優(yōu)勢(shì)，但由于不掌握水電站的發(fā)電、棄水的計(jì)劃和數(shù)據(jù)，僅依靠水文站的實(shí)時(shí)測(cè)量，并不能拿到最優(yōu)的參數(shù)來完成計(jì)算分析。所以因此產(chǎn)生了防汛、發(fā)電質(zhì)效雙低的現(xiàn)實(shí)情況。在電力服務(wù)中除了以上問題之外，還面臨著電網(wǎng)對(duì)商業(yè)、居民這兩類中小型用戶參與電力需求服務(wù)市場(chǎng)以促進(jìn)電力供需平衡的需求日益迫切的問題，目前中小型用戶參與市場(chǎng)交易存在以下難點(diǎn)亟待解決。a)需求服務(wù)信息交互基礎(chǔ)設(shè)施缺乏的難題。根據(jù)目前需求服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展來看，改造后的大型工商業(yè)用戶已具備良好的網(wǎng)絡(luò)通信條件實(shí)現(xiàn)需求服務(wù)信息交互，然而對(duì)于大量分散性的中小型用戶，目前尚不具備參與需求服務(wù)交易市場(chǎng)的基礎(chǔ)通信設(shè)施。b)用戶需求服務(wù)資源自動(dòng)履約響應(yīng)的難題。中小型分散用戶需求響應(yīng)具有數(shù)量多、自主性強(qiáng)、隱私性高的特點(diǎn)，這對(duì)交易機(jī)制技術(shù)支持系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提出了較高的要求，若僅憑用戶的主觀行為選擇，存在很多不確定性。用戶如何根據(jù)需求服務(wù)合約內(nèi)容按時(shí)按量完成響應(yīng)還有待解決，若仍采用響應(yīng)時(shí)間用戶自主手動(dòng)調(diào)節(jié)的模式，難以保障需求服務(wù)事件按時(shí)按量完成，也會(huì)增加聚合商的違約風(fēng)險(xiǎn)。c)激勵(lì)資金分配與評(píng)估結(jié)算可信性證明的難題。在需求服務(wù)業(yè)務(wù)實(shí)際工程實(shí)踐過程中，激勵(lì)資金分配、交易核算、懲罰額度等在執(zhí)行、監(jiān)管、核算等方面仍存在可信性證明難題，并且現(xiàn)有激勵(lì)評(píng)估結(jié)算方式的審核周期較長(zhǎng)，不能實(shí)時(shí)回饋用戶，也影響用戶參與需求服務(wù)活動(dòng)的積極性。隨著電網(wǎng)發(fā)展水平不斷提升，國(guó)家電網(wǎng)公司各專業(yè)、各單位對(duì)信息化的要求不斷提高，跨部門流程貫通、跨專業(yè)數(shù)據(jù)共享的需求普遍而迫切。同時(shí)，隨著數(shù)據(jù)中心的建設(shè)以及跨業(yè)務(wù)、跨系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求增加，數(shù)據(jù)問題日益凸顯，部分?jǐn)?shù)據(jù)責(zé)任劃分不明確，缺乏溯源機(jī)制，缺乏有效的數(shù)據(jù)共享開放管理以及同時(shí)隨著電力信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的大量累積，而應(yīng)用系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，信息不能統(tǒng)一共享的矛盾日益突出，不利于企業(yè)信息系統(tǒng)的優(yōu)化和決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展。如何在安全可控的前提下，逐步向各單位共享信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，促進(jìn)各單位自主開展大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用建設(shè)，有效支撐各單位的應(yīng)用實(shí)踐是一個(gè)亟待解決的問題。其主要面臨兩個(gè)難點(diǎn)：第一，電力數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在電網(wǎng)公司、電力生產(chǎn)企業(yè)、能源數(shù)據(jù)商的數(shù)據(jù)庫(kù)中，各主體間數(shù)據(jù)不共享導(dǎo)致信息孤島問題，為更好適應(yīng)當(dāng)前電力公平競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的發(fā)展需求，需對(duì)影響電力交易市場(chǎng)化的電力交易經(jīng)營(yíng)主體間企業(yè)信用風(fēng)險(xiǎn)管理關(guān)系問題進(jìn)行深入探究，形成完整而比較完善的電力交易體制，因此，需要搭建電力數(shù)據(jù)共享交易平臺(tái)，以聯(lián)盟鏈的形式形成無需第三方介入的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易信任機(jī)制，實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)從生成到應(yīng)用共享全過程的真實(shí)性和完整性。第二，電力數(shù)據(jù)中存在大量敏感數(shù)據(jù)，涉及到設(shè)備信息、運(yùn)營(yíng)機(jī)密、客戶隱私等，不宜對(duì)外部開放，在電網(wǎng)公司、電力生產(chǎn)企業(yè)、能源數(shù)據(jù)商的數(shù)據(jù)庫(kù)等主體中擁有大量個(gè)人用戶數(shù)據(jù)、變電站高壓線位置數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞雀黝悪C(jī)密數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密很難解決數(shù)據(jù)“幾手”的問題。在電力行業(yè)乃至各個(gè)行業(yè)，數(shù)據(jù)篡改，數(shù)據(jù)攔截和丟失是數(shù)據(jù)保密的重點(diǎn)，以用電合同生成為例，電網(wǎng)采用無紙化與用戶簽訂用電合同，在此過程中網(wǎng)絡(luò)發(fā)生中斷，意外導(dǎo)致簽訂合同中斷，此時(shí)有可能出現(xiàn)第三方入侵?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)對(duì)合同進(jìn)行修改，造成了安全隱患，達(dá)不到無紙化辦公的高效，便捷的優(yōu)勢(shì)。區(qū)塊鏈代表著一種新的技術(shù)范式，通過共識(shí)算法維護(hù)數(shù)據(jù)一致性，并以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)和復(fù)雜的加密技術(shù)確保數(shù)據(jù)不可篡改。通過電力數(shù)據(jù)使用方、數(shù)據(jù)提供方、數(shù)據(jù)服務(wù)方的多方信任體系構(gòu)建基于聯(lián)盟區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，搭建數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)。同時(shí)，通過將數(shù)據(jù)的摘要區(qū)塊和主體信息打包上傳形成基于摘要目錄樹機(jī)制的集中式數(shù)據(jù)檢索功能，降低數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸、平臺(tái)存儲(chǔ)和交易過程中泄密的風(fēng)險(xiǎn)，更加有效的提高了安全性。電力工業(yè)的特點(diǎn)是高度自動(dòng)化，由許多發(fā)電廠、輸電線路、變配電設(shè)施和用電設(shè)備組成，各生產(chǎn)系統(tǒng)有所關(guān)聯(lián)、聯(lián)合運(yùn)行，構(gòu)成一個(gè)十分龐大、復(fù)雜的電力生產(chǎn)、流通、分配、消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，任何個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生事故，如不能及時(shí)排除，都可能帶來連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致主設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞或大面積停電，甚至可能造成全網(wǎng)崩潰的災(zāi)難性事故。a.電力系統(tǒng)組成復(fù)雜電力生產(chǎn)的整體性高，電力系統(tǒng)是由發(fā)電、供電和用電三者緊密連接起來的一個(gè)系統(tǒng)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)配合不好，都會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力生產(chǎn)具備同時(shí)性，發(fā)電、輸電、供電和用電是同時(shí)完成的，即不能中斷，又不能存儲(chǔ)，必須是用多少、發(fā)多少，是典型的連續(xù)生產(chǎn)、連續(xù)消費(fèi)的過程。電能的傳播速度與光速相同，即使發(fā)電端與用電端相距千萬里，發(fā)、供、用電都是同一瞬間進(jìn)行和完成的。電力生產(chǎn)的隨機(jī)性，負(fù)荷變化、設(shè)備異常情況、電能質(zhì)量的變化以及事故的發(fā)生，隨時(shí)都在變化著，而且發(fā)展迅速，波及面大。b.缺乏有效的監(jiān)督與管理在很多電力企業(yè)中都存在著監(jiān)督與管理不嚴(yán)格的現(xiàn)象，這反映出很多電力企業(yè)過于重視大項(xiàng)目、大工程，對(duì)日常管理工作不夠重視的現(xiàn)象。很多小問題、小疏漏都有可能在電力企業(yè)中引起巨大的安全責(zé)任事故。這些都與缺乏有效的監(jiān)督管理有一定的關(guān)系。很多電力企業(yè)仍然將安全的監(jiān)督與管理工作形式化，不能嚴(yán)格按照監(jiān)督檢查的要求開展安全管理工作，導(dǎo)致安全管理環(huán)節(jié)中的形式主義，不能采取有效的管理方法，相關(guān)管控措施的實(shí)施也不夠到位，導(dǎo)致安全的執(zhí)行環(huán)節(jié)沒有得到必要的監(jiān)督與控制。c.電力施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理不到位電力施工工程和其他的工程項(xiàng)目相比，具有自身的特點(diǎn)，如施工人員的流動(dòng)性較強(qiáng)；工程作業(yè)參與方較多，各方的安全管理職責(zé)交叉；非標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)較多；在監(jiān)督管理過程中忽視這些特點(diǎn)就容易誘發(fā)安全事故。如管理人員違章指揮；對(duì)安全檢查敷衍了事；對(duì)事故隱患整改不力；現(xiàn)場(chǎng)圍護(hù)設(shè)施、防護(hù)標(biāo)示不齊全不可靠；沒有指定安全防范措施和規(guī)章制度；安全管理規(guī)章制度不落實(shí)，各方職責(zé)不明確；監(jiān)管力量和監(jiān)管任務(wù)不足；監(jiān)管人員不熟悉情況；監(jiān)管人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，水平低；監(jiān)管人員不能及時(shí)完成隱蔽工程和中間驗(yàn)收。電力工程施工中的危險(xiǎn)源來自各個(gè)方面，監(jiān)督工作不到位會(huì)給工程安全管理帶來一定的困難。d.安全事故責(zé)任劃分不明確雖然現(xiàn)階段我國(guó)多數(shù)電力生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)制定過了生產(chǎn)規(guī)章制度，并在制度中明確了具體的安全生產(chǎn)責(zé)任，但是還有很多企業(yè)并不重視安全生產(chǎn)職責(zé)管理，只將這些制度作為原則性的動(dòng)員要求來看，并沒有對(duì)其進(jìn)行貫徹落實(shí)。同時(shí)，很多領(lǐng)導(dǎo)者沒有對(duì)企業(yè)中存在的安全生產(chǎn)管理問題展開深入的研究與分析，也沒有采取科學(xué)的整改措施。這種情況下一旦有事故發(fā)生，無法對(duì)事故發(fā)生的根本原因進(jìn)行深入分析，安全事故的責(zé)任人也得不到明確。第二章區(qū)塊鏈賦能電力信息通信行業(yè)區(qū)塊鏈從產(chǎn)生到應(yīng)用經(jīng)歷了一段較為漫長(zhǎng)的發(fā)展過程。區(qū)塊鏈可以認(rèn)為是在1992年產(chǎn)生的，在區(qū)塊鏈技術(shù)被中本聰賦予應(yīng)用性后，區(qū)塊鏈的發(fā)展階段則可以從它的應(yīng)用技術(shù)來進(jìn)行區(qū)分。區(qū)塊鏈發(fā)展的時(shí)間線如表2.1.1-1所示。表2.1.1-1區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展時(shí)間表區(qū)塊鏈NEO1991年-2008年斯圖爾特·哈伯和斯科特·斯托內(nèi)塔致力于創(chuàng)造第一個(gè)區(qū)塊鏈2009年中本聰發(fā)布比特幣白皮書2013年比特幣交易數(shù)額超過十億美元維塔利克·巴特林發(fā)布以太坊白皮書2014年以太坊區(qū)塊鏈的資金來源于眾售NEO項(xiàng)目由達(dá)鴻飛和張錚文共同發(fā)起2015年Linux基金會(huì)推出Hyperledger以增強(qiáng)區(qū)塊鏈開發(fā)以太坊區(qū)塊鏈正式啟動(dòng)，智能合約出現(xiàn)2017年Block.one提出以EOS為本機(jī)加密貨幣的新區(qū)塊鏈協(xié)議2017年-2021年區(qū)塊鏈技術(shù)不斷發(fā)展，加密貨幣數(shù)量不斷增加a.區(qū)塊鏈的產(chǎn)生（1991-2008）區(qū)塊鏈技術(shù)是21世紀(jì)最大的創(chuàng)新之一，因?yàn)樗鼘?duì)金融、制造業(yè)和教育等各個(gè)領(lǐng)域都產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)。而區(qū)塊鏈的歷史可以追溯到20世紀(jì)90年代初。自從幾年前它開始大受歡迎以來，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)競(jìng)賽的升溫，大量應(yīng)用程序的出現(xiàn)凸顯了它注定會(huì)產(chǎn)生的影響。區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程主要走過四個(gè)階段：起源、事務(wù)、合約以及應(yīng)用。1991至2008年為區(qū)塊鏈技術(shù)的早期。斯圖爾特·哈伯(StuartHaber)和W·斯科特·斯托內(nèi)塔(W.ScottStornetta)在1991年設(shè)想了許多人后來所知的區(qū)塊鏈。他們的第一個(gè)工作涉及一個(gè)加密安全的區(qū)塊鏈，在這個(gè)鏈中，沒有人可以篡改文檔的時(shí)間戳。1992年，他們升級(jí)了系統(tǒng)，加入了Merkle樹，從而提高了效率，可以在單個(gè)區(qū)塊上收集更多的文件。在2008年，由于中本聰(SatoshiNakamoto)個(gè)人或團(tuán)隊(duì)的工作，區(qū)塊鏈開始獲得可應(yīng)用性。中本聰被認(rèn)為是區(qū)塊鏈技術(shù)的幕后智人，他在2008年提出了第一個(gè)區(qū)塊鏈的概念,在2009年發(fā)布了第一份有關(guān)該技術(shù)的白皮書。在白皮書中，他詳細(xì)說明了在去中心化方面，該技術(shù)如何很好地增強(qiáng)數(shù)字信任，數(shù)字賬本技術(shù)從此不斷發(fā)展，產(chǎn)生了構(gòu)成區(qū)塊鏈歷史的新應(yīng)用程序。b.區(qū)塊鏈的第一應(yīng)用階段（2008-2013）2008年至2013是區(qū)塊鏈技術(shù)演變的第一階段，在此時(shí)比特幣開始出現(xiàn)。比特幣和區(qū)塊鏈并非是同一個(gè)東西，因?yàn)榧用茇泿攀谴蠖鄶?shù)應(yīng)用程序的基礎(chǔ)技術(shù)之一。比特幣誕生于2008年，是區(qū)塊鏈技術(shù)的第一個(gè)應(yīng)用。中本聰在他的白皮書中將其詳細(xì)描述為一種電子點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)，他創(chuàng)建了初始區(qū)塊，其他區(qū)塊從這里被開采出來，相互連接，形成了承載不同信息和交易的最大區(qū)塊鏈之一。c.區(qū)塊鏈的第二應(yīng)用階段（2013-2015）接下來是2013到2015年，進(jìn)入了區(qū)塊鏈演變到第二個(gè)階段——合同階段，即以太坊的開發(fā)階段。在這個(gè)以創(chuàng)新為主導(dǎo)的世界里，VitalikButerin是比特幣代碼庫(kù)的第一批貢獻(xiàn)者之一。越來越多的開發(fā)者認(rèn)為，比特幣還沒有達(dá)到利用區(qū)塊鏈技術(shù)的全部能力的這個(gè)水平。由于擔(dān)心比特幣的局限性，Buterin開始研究他認(rèn)為可延展的區(qū)塊鏈，除了作為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)之外，它還可以執(zhí)行各種功能。以太坊于2013年作為一個(gè)新的公開區(qū)塊鏈誕生，與比特幣相比增加了功能，這一發(fā)展被證明是區(qū)塊鏈歷史上的關(guān)鍵時(shí)刻。Buterin將以太坊與比特幣區(qū)塊鏈區(qū)別開來，允許人們記錄其他資產(chǎn)，如密碼和合同。這項(xiàng)新功能將以太坊的功能從一種加密貨幣擴(kuò)展為開發(fā)去中心化應(yīng)用程序的平臺(tái)。以太坊區(qū)塊鏈于2015年正式啟動(dòng)，由于其支持用于執(zhí)行各種功能的智能合約的能力，它已經(jīng)發(fā)展成為區(qū)塊鏈技術(shù)的最大應(yīng)用之一。以太坊區(qū)塊鏈平臺(tái)還成功地聚集了一個(gè)活躍的開發(fā)者社區(qū)，見證了它建立一個(gè)真正的生態(tài)系統(tǒng)。區(qū)塊鏈的演變與以太坊和比特幣的發(fā)展攜頭并進(jìn)。除了推出利用區(qū)塊鏈性能的新功能，這些新項(xiàng)目還試圖解決比特幣和以太坊的一些不足之處。NEO是我國(guó)推出的第一個(gè)開源、去中心化的區(qū)塊鏈平臺(tái)。盡管我國(guó)禁止加密貨幣的流通，但NEO在區(qū)塊鏈創(chuàng)新方面仍然非?；钴S。NEO將自己塑造成中國(guó)以太坊，已經(jīng)得到阿里巴巴首席執(zhí)行官馬云的支持，它計(jì)劃在我國(guó)產(chǎn)生與百度相同的影響力。在加速物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的歷程中，開發(fā)商利用區(qū)塊鏈技術(shù)并提出了物聯(lián)網(wǎng)。加密貨幣平臺(tái)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，力求提供零交易費(fèi)用和獨(dú)特的驗(yàn)證流程。除了物聯(lián)網(wǎng)和NEO，其他第二代區(qū)塊鏈平臺(tái)也在該領(lǐng)域產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。MoneroZcash和Dash區(qū)塊鏈的出現(xiàn)是為了解決與早期區(qū)塊鏈應(yīng)用程序相關(guān)的一些安全性和可擴(kuò)展性問題，在交易方面尋求提供高水平的隱私和安全性。區(qū)塊鏈的倡導(dǎo)者們希望這項(xiàng)技術(shù)能夠幫助所有行業(yè)的專業(yè)人士實(shí)現(xiàn)大多數(shù)任務(wù)的自動(dòng)化。區(qū)塊鏈已經(jīng)在供應(yīng)管理以及云計(jì)算業(yè)務(wù)中得到了廣泛的應(yīng)用，也應(yīng)該在未來的互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎等基礎(chǔ)項(xiàng)目中找到自己的出路。由于政府和企業(yè)在尋求創(chuàng)新和應(yīng)用的過程中的大量投資，區(qū)塊鏈技術(shù)的未來勢(shì)必一片光明?？梢灶A(yù)見到，總有一天會(huì)有一個(gè)任何人都可以使用的公共區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈?zhǔn)紫瓤梢詮姆诸惿媳环譃樗接袇^(qū)塊鏈、公共區(qū)塊鏈以及聯(lián)合體區(qū)塊鏈三種。而區(qū)塊鏈的核心是在無監(jiān)督的情況下實(shí)現(xiàn)可信存儲(chǔ)，因此區(qū)塊鏈的一個(gè)核心技術(shù)即是其共識(shí)算法。與此同時(shí)，區(qū)塊鏈作為一種特殊的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，其分布式存儲(chǔ)技術(shù)以及密碼加密技術(shù)也是區(qū)塊鏈的技術(shù)核心。a.區(qū)塊鏈分類基于區(qū)塊鏈的系統(tǒng)按照開放性可以分為兩類：有許可的區(qū)塊鏈和無許可區(qū)塊鏈（公共區(qū)塊鏈）。有許可的區(qū)塊鏈又可分為私人區(qū)塊鏈和財(cái)團(tuán)區(qū)塊鏈。a)私有區(qū)塊鏈私有區(qū)塊鏈指的是一個(gè)區(qū)塊鏈，其寫權(quán)限只由一個(gè)組織或個(gè)人控制，而讀取權(quán)限可能對(duì)外界開放。私有區(qū)塊鏈系統(tǒng)是最封閉的，只限于企業(yè)、國(guó)家機(jī)構(gòu)或個(gè)人使用。它不能完全解決信任問題，但它可以提高可審計(jì)性。b)公共區(qū)塊鏈公共區(qū)塊鏈指的是一個(gè)世界上任何人都可以閱讀，可以發(fā)送交易并能被有效驗(yàn)證，任何人都可以參與到共識(shí)過程的區(qū)塊鏈。公共區(qū)塊鏈?zhǔn)亲罱K去中心化的最終體現(xiàn)。c)聯(lián)合體區(qū)塊鏈聯(lián)合體區(qū)塊鏈指的是一個(gè)區(qū)塊鏈，該區(qū)塊鏈被只限于財(cái)團(tuán)成員的參與。區(qū)塊鏈上的讀寫權(quán)限和會(huì)計(jì)權(quán)的參與是根據(jù)聯(lián)盟規(guī)則確定的。根據(jù)財(cái)團(tuán)的規(guī)則，聯(lián)合體中的每個(gè)參與者都不必?fù)?dān)心他們的數(shù)據(jù)存在于何處，他們產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只能被他們自己或被授權(quán)的人看到。通過這種方式，它將解決數(shù)據(jù)隱私和安全問題，并實(shí)現(xiàn)去中心化。它是一個(gè)公有和私有區(qū)塊鏈的結(jié)合。b.區(qū)塊鏈共識(shí)算法下面將介紹三種常用的共識(shí)算法，其中工作量證明（PoW）和權(quán)益證明（PoS）是使用最多的。下表列出了這三種共識(shí)算法的特點(diǎn)。表2.1.2-1區(qū)塊鏈共識(shí)算法特性PoWPoSDPoS共識(shí)類型Proof-basedProof-basedAlliance耗能高低低計(jì)算費(fèi)用高低低開放性無需準(zhǔn)入無需準(zhǔn)入或準(zhǔn)入式無需準(zhǔn)入和準(zhǔn)入式拜占庭容錯(cuò)性（BFT）<1/2<1/2<1/2a)工作量證明（PoW）可以簡(jiǎn)單地理解為確認(rèn)一定量的工作的證明。在PoW工作量證明中所有節(jié)點(diǎn)通過進(jìn)行復(fù)雜的哈希運(yùn)算找到一個(gè)隨機(jī)數(shù)并拼接到區(qū)塊頭中，使得區(qū)塊頭的哈希結(jié)果滿足區(qū)塊鏈的要求，來證明自己的工作量。b）權(quán)益證明（PoS）是一種改進(jìn)PoW的共識(shí)算法，在PoS中引入了幣齡的概念，為了獲得記賬權(quán)，節(jié)點(diǎn)需要預(yù)先投入到區(qū)塊鏈中一定的權(quán)益或代幣，以此來證明自己的參與程度，最終區(qū)塊鏈系統(tǒng)選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為記賬節(jié)點(diǎn)c）委托權(quán)益證明（DPoS）是一種基于PoW和PoS發(fā)展的共識(shí)算法。在這種算法中，每個(gè)持有人都可以投票，從而產(chǎn)生一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)或池子，他們的權(quán)利是完全平等的，持有人可以通過投票隨時(shí)改變這些代表。c.分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)之一。區(qū)塊鏈作為一種特殊的“分布式數(shù)據(jù)庫(kù)”，與傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)存在著差別。傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是將數(shù)據(jù)分割開來，存儲(chǔ)在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，數(shù)據(jù)多了就用多個(gè)服務(wù)器。而區(qū)塊鏈中，提高了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)限，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是獨(dú)立的個(gè)體，各自就是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以存儲(chǔ)區(qū)塊鏈上的所有區(qū)塊數(shù)據(jù)，由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)相互獨(dú)立，區(qū)塊鏈才被稱為是一個(gè)去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。區(qū)塊鏈與傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)相比有著明顯的優(yōu)勢(shì)，首先由于數(shù)據(jù)需要一半以上的節(jié)點(diǎn)共識(shí)，因此使得數(shù)據(jù)具有不可篡改的特性，其次由于數(shù)據(jù)同時(shí)存在于多個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此數(shù)據(jù)理論上是不會(huì)丟失的。d.密碼學(xué)密碼學(xué)作為區(qū)塊鏈中最核心的技術(shù)之一，主要分為兩類：哈希算法和非對(duì)稱加密。a)哈希算法是區(qū)塊鏈中最常用的密碼學(xué)算法。在區(qū)塊鏈中，哈希算法主要用于數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)加密、共識(shí)計(jì)算中的工作證明、區(qū)塊之間的聯(lián)系等。它可以在有限的合理時(shí)間內(nèi)將任意長(zhǎng)度的信息壓縮成固定長(zhǎng)度的二進(jìn)制字符串，并輸出哈希值。它是一個(gè)單向的密碼系統(tǒng)，即從明文到密文的不可逆映射（只有加密過程，沒有解密過程）。b)非對(duì)稱加密算法是指使用公鑰和私鑰對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸進(jìn)行加密和解密。公鑰可以為發(fā)送方公開，以加密要發(fā)送的信息，而私鑰可以為接收方使用，以解密收到的加密內(nèi)容。由于公鑰和私鑰之間的依賴性，只有授權(quán)用戶才能解密信息。作為核心技術(shù)創(chuàng)新的重要突破口，區(qū)塊鏈正引領(lǐng)我國(guó)新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革。2020年10月，國(guó)家網(wǎng)信辦發(fā)布第四批區(qū)塊鏈信息服務(wù)備案清單，據(jù)統(tǒng)計(jì)已通過備案的區(qū)塊鏈信息服務(wù)項(xiàng)目的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到1200多個(gè)。區(qū)塊鏈在數(shù)據(jù)存證、防偽溯源、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈金融、跨境貿(mào)易等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新示范，為各個(gè)行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供新動(dòng)能。a.區(qū)塊鏈+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在全球范圍已進(jìn)入快速發(fā)展階段，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來一系列全新的生產(chǎn)要素、商業(yè)市場(chǎng)、傳播路徑、行業(yè)生態(tài)，蘊(yùn)含著巨大的變革潛力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在廣泛應(yīng)用中存在一定的挑戰(zhàn)，包括數(shù)據(jù)有效集成與管理難度較大、初期投入成本較高、隱私數(shù)據(jù)保護(hù)形式嚴(yán)峻等。區(qū)塊鏈具有可信協(xié)作、隱私保護(hù)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合，尤其在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工控監(jiān)管、供應(yīng)鏈透明管理、跨行業(yè)征信服務(wù)等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。在設(shè)備工控監(jiān)管方面，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可推動(dòng)“三啞”設(shè)備走向互聯(lián)互通，但傳統(tǒng)防火墻、網(wǎng)閘等中心化防護(hù)設(shè)備缺乏有效的交互校驗(yàn)機(jī)制，基于區(qū)塊鏈技術(shù)可以建立設(shè)備可信鑒別機(jī)制，有效提升設(shè)備工控安全防范能力；在供應(yīng)鏈管理方面，通過區(qū)塊鏈源頭追蹤功能實(shí)時(shí)追蹤物料流轉(zhuǎn)信息，為供應(yīng)鏈中的物流信息提供認(rèn)證服務(wù)，支撐互聯(lián)網(wǎng)跨企業(yè)業(yè)務(wù)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈透明管理；在跨行業(yè)征信方面，區(qū)塊鏈有助于統(tǒng)一信用系統(tǒng)的建設(shè)，保障制造業(yè)企業(yè)征信信息安全共享，降低企業(yè)征信成本、融資成本和交易成本，進(jìn)一步激活數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值和創(chuàng)新應(yīng)用。未來，應(yīng)制定完善的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈身份認(rèn)證、共享賬本、智能合約、隱私保護(hù)、存證應(yīng)用等規(guī)范，制定和完善標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加快培育區(qū)塊鏈應(yīng)用，強(qiáng)化示范引領(lǐng)作用，完善生態(tài)體系建設(shè)。b.區(qū)塊鏈+數(shù)據(jù)存證隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動(dòng)通信技術(shù)的成熟，數(shù)字存證逐漸成為各行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)領(lǐng)域。由于傳統(tǒng)數(shù)字保護(hù)方式落后，無法滿足數(shù)字版權(quán)在確權(quán)、取證、維權(quán)等方面的需求，行業(yè)發(fā)展面臨數(shù)字內(nèi)容形態(tài)各異、海量侵權(quán)無法及時(shí)獲取、維權(quán)成本高、缺乏透明的權(quán)責(zé)關(guān)系和監(jiān)督機(jī)制等。區(qū)塊鏈技術(shù)具有分布式、防篡改、可追溯的特性，在數(shù)據(jù)存證領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。一是數(shù)字版權(quán)方面，對(duì)數(shù)字作品實(shí)現(xiàn)鏈上登記，通過自動(dòng)識(shí)別算法判斷是否抄襲，形成版權(quán)保護(hù)技術(shù)能力；二是在電子合同方面，在區(qū)塊鏈中記錄用戶實(shí)名認(rèn)證、數(shù)字證書、電子簽署及傳輸全過程數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)摘要，確保電子合同真實(shí)可信、不可篡改；三是電子發(fā)票領(lǐng)域，通過把發(fā)票流轉(zhuǎn)的全流程信息加密上鏈，提高電子發(fā)票系統(tǒng)的安全性，降低企業(yè)成本。未來，區(qū)塊鏈+數(shù)字存證將應(yīng)用于更多行業(yè)，為各行業(yè)提供數(shù)據(jù)可信服務(wù)和技術(shù)能力，保障信息的安全、可信、不可篡改。c.區(qū)塊鏈+智能制造近年來，國(guó)家對(duì)于智能制造給予了重要的支持政策，2015年5月，國(guó)務(wù)院出臺(tái)了《中國(guó)制造2025》，2016年4月，工信部、發(fā)改委、科技部和財(cái)政部四部委聯(lián)合印發(fā)了智能制造工程實(shí)施指南。但是，目前智能制造面臨數(shù)字化應(yīng)急能力欠缺、產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)積累有限、遠(yuǎn)程協(xié)同機(jī)制不成熟、中小企業(yè)資金鏈緊張等問題。區(qū)塊鏈技術(shù)基于分布式的可信交易網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)真實(shí)防篡改的特性，為行業(yè)帶來了更多的創(chuàng)新模式和資源整合作用，是建立新型自主、共享、協(xié)作型商業(yè)模式的有效技術(shù)路徑。一是在生產(chǎn)線智能租賃方面，利用區(qū)塊鏈技術(shù)解決制造業(yè)資產(chǎn)配置重、生產(chǎn)線不靈活等問題，降低生產(chǎn)成本的同時(shí)提升利潤(rùn)率；二是生產(chǎn)線品控方面，利用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)防篡改特性，建立商品的生產(chǎn)、流通和消費(fèi)的真實(shí)性驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)，有效提高商品的品牌價(jià)值；三是在制造業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)同方面，區(qū)塊鏈交易的對(duì)等、數(shù)據(jù)可信和分布式等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)商業(yè)合同、貨物物流、資金、發(fā)票數(shù)據(jù)四流合一，為制造業(yè)供應(yīng)鏈提供真實(shí)一致、便捷透明、安全合規(guī)的協(xié)同作用。目前區(qū)塊鏈還處于技術(shù)萌芽期，很多應(yīng)用處于探索和嘗試階段，未來還應(yīng)該從企業(yè)實(shí)際問題上來，挖掘新業(yè)務(wù)、新模式，探索新經(jīng)濟(jì)模型，利用區(qū)塊鏈建立新型的分布式商業(yè)形態(tài)。d.區(qū)塊鏈+供應(yīng)鏈金融供應(yīng)鏈金融是銀行將核心企業(yè)和上下游企業(yè)聯(lián)系在一起，提供靈活運(yùn)用的金融產(chǎn)品和服務(wù)的一種融資模式。目前供應(yīng)鏈金融有較多痛點(diǎn)，包括供應(yīng)鏈上游中小企業(yè)融資難、成本高，商票使用場(chǎng)景受限、轉(zhuǎn)讓難度較大，金融機(jī)構(gòu)操作風(fēng)險(xiǎn)與成本較高等痛點(diǎn)。區(qū)塊鏈供應(yīng)鏈金融是以電子信用憑證為基礎(chǔ)，穿透貿(mào)易環(huán)節(jié)，使核心企業(yè)的信用得以在平臺(tái)上快速可信傳遞，使更多供應(yīng)鏈上下游企業(yè)、供應(yīng)商獲得平等、高效、低成本的普惠金融服務(wù)。區(qū)塊鏈與供應(yīng)鏈金融的結(jié)合在很多方面產(chǎn)生效果。第一，基于應(yīng)收賬款電子債權(quán)憑證拆分和流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)核心企業(yè)信用跨級(jí)傳導(dǎo)，提升上游多級(jí)供應(yīng)商融資可得性，降低融資成本；第二，依托核心企業(yè)優(yōu)質(zhì)信用，以供應(yīng)商應(yīng)收賬款融資債權(quán)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)ABS，擴(kuò)展核心企業(yè)融資渠道，降低產(chǎn)業(yè)鏈融資成本；第三，可最大化實(shí)現(xiàn)四流合一和可信數(shù)據(jù)共享，降低企業(yè)融資及資金風(fēng)控難度，核心企業(yè)、資金方、供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商四方參與資金清算路徑，極大減少故意拖欠資金等違約行為發(fā)生。區(qū)塊鏈和供應(yīng)鏈金融相融合可以產(chǎn)生信用價(jià)值，帶來新的商業(yè)模式，為企業(yè)提供可信技術(shù)，降低企業(yè)融資成本。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的逐年發(fā)展和不斷成熟，其在電子信息領(lǐng)域已逐漸成為了新型技術(shù)集群中實(shí)現(xiàn)新型數(shù)字化服務(wù)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一，并于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能及5G等數(shù)字化高新技術(shù)共同構(gòu)成現(xiàn)代科技集群，成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力之一，同時(shí)也是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵力量之一。自2014年以太坊創(chuàng)始人VitalikButerin發(fā)布以太坊白皮書，引入智能合約的概念后，區(qū)塊鏈正式進(jìn)入2.0時(shí)代，區(qū)塊鏈的生態(tài)建設(shè)也日漸豐富。如圖2.1.4-1所示，在底層基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)方面，涌現(xiàn)了以太坊、HyperledgerFabric和FiscoBcos等著名的服務(wù)型底層鏈平臺(tái)，提供區(qū)塊鏈最底層的協(xié)議代碼和基礎(chǔ)硬件設(shè)施。在行業(yè)應(yīng)用方面，由于區(qū)塊鏈技術(shù)為傳統(tǒng)中心式服務(wù)帶來了去中心化的可行解決方案，所以當(dāng)前的區(qū)塊鏈生態(tài)致力于將區(qū)塊鏈帶入服務(wù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)多端自主、多方可信、獨(dú)立自治的分布式服務(wù)平臺(tái)，詳細(xì)體現(xiàn)在區(qū)塊鏈即服務(wù)（BaaS），分布式組織（DAO），鏈上存證，區(qū)塊鏈版權(quán)保護(hù)、政務(wù)鏈、法務(wù)鏈、鏈上證書、供應(yīng)鏈管理等方面。下面，本文將具體介紹國(guó)內(nèi)外的生態(tài)建設(shè)：圖2.1.4-1區(qū)塊鏈國(guó)內(nèi)外生態(tài)圖譜a.區(qū)塊鏈國(guó)內(nèi)生態(tài)建設(shè)現(xiàn)狀區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)為國(guó)內(nèi)外金融結(jié)構(gòu)、組織方式、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域帶來了去中心化的可行方案，備受國(guó)內(nèi)外關(guān)注。近年來，區(qū)塊鏈技術(shù)上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，我國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展進(jìn)入新階段。2019年10月24日，中共中央政治局對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行了集體學(xué)習(xí)。中共中央總書記習(xí)近平強(qiáng)調(diào)，區(qū)塊鏈技術(shù)的集成應(yīng)用在新的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)變革中起著重要作用。我們要把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，明確主攻方向，加大投入力度，著力攻克一批關(guān)鍵核心技術(shù)，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。2020年是區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一年，產(chǎn)業(yè)區(qū)塊鏈成為行業(yè)發(fā)展的主流和共識(shí)。國(guó)家開始通過政策積極推進(jìn)區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)體產(chǎn)業(yè)的區(qū)塊鏈數(shù)字化程度不斷提高，應(yīng)用場(chǎng)景不斷深化，進(jìn)一步促進(jìn)了社會(huì)治理能力的增強(qiáng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的提高，涌現(xiàn)出了如Fiscobcos，螞蟻鏈，趣鏈等優(yōu)秀的區(qū)塊鏈底層平臺(tái)和上層對(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)方案，如表2.1.4-1所示。表2.1.4-1國(guó)內(nèi)區(qū)塊鏈服務(wù)平臺(tái)對(duì)比表說明典型解決方案FiscoBcosFISCOBCOS是以微眾銀行主導(dǎo)的一個(gè)穩(wěn)定、高效、安全的開源區(qū)塊鏈底層平臺(tái)跨境支付、供應(yīng)鏈金融、數(shù)字版權(quán)、信貸眾籌螞蟻鏈螞蟻鏈?zhǔn)俏浵伡瘓F(tuán)自主研發(fā)的具備高性能、強(qiáng)隱私保護(hù)的區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)跨境支付、供應(yīng)鏈金融、電子票據(jù)趣鏈趣鏈?zhǔn)侨ゆ溈萍奸_發(fā)的區(qū)塊鏈底層平臺(tái)資產(chǎn)證券、司法存證此外，區(qū)塊鏈項(xiàng)目在金融領(lǐng)域的探索主要集中在支付、房地產(chǎn)金融、企業(yè)金融、保險(xiǎn)、資產(chǎn)管理、票據(jù)金融等領(lǐng)域。在國(guó)內(nèi)，不僅是新興區(qū)塊鏈創(chuàng)業(yè)企業(yè)，包括中國(guó)銀聯(lián)、招商、民生等銀行和螞蟻區(qū)塊鏈、眾安科技在內(nèi)的科技巨頭也已經(jīng)開始布局并落地了相應(yīng)的平臺(tái)與項(xiàng)目。b.區(qū)塊鏈國(guó)外生態(tài)建設(shè)現(xiàn)狀自2016年起，區(qū)塊鏈越來越受到各國(guó)重視，各國(guó)紛紛推出相關(guān)政策積極扶持產(chǎn)業(yè)區(qū)塊鏈發(fā)展，國(guó)際區(qū)塊鏈整體呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的態(tài)勢(shì)。2020年，基于區(qū)塊鏈的新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。在區(qū)塊鏈為代表的數(shù)字化技術(shù)的支撐下，新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)逐漸成型，區(qū)塊鏈所扮演的角色也在越發(fā)重要。在區(qū)塊鏈底層服務(wù)平臺(tái)方面，國(guó)外涌現(xiàn)了許多優(yōu)秀的開源項(xiàng)目，如Hyperledger、Ethereum和Corda等，如表2.1.4-2所示。在國(guó)家政府層面，各個(gè)國(guó)家和地區(qū)政府普遍通過央行發(fā)起相應(yīng)的區(qū)塊鏈數(shù)字貨幣項(xiàng)目，歐洲央行與日本央行聯(lián)合開展Stella項(xiàng)目、新加坡金管局發(fā)起Ubin項(xiàng)目、加拿大央行發(fā)起Jasper項(xiàng)目、香港金管局與泰國(guó)央行聯(lián)合開展批發(fā)型數(shù)字貨幣試驗(yàn)項(xiàng)目Inthano-LionRock等項(xiàng)目。在企業(yè)機(jī)構(gòu)方面，各機(jī)構(gòu)積極推行區(qū)塊鏈服務(wù)，與國(guó)內(nèi)不同的是，國(guó)外區(qū)塊鏈服務(wù)主要以區(qū)塊鏈即服務(wù)和智能合約服務(wù)為主，與上層應(yīng)用銜接，Stellar、Tezos、HyperledgerFabric等項(xiàng)目逐步推出，以這些區(qū)塊鏈底層平臺(tái)為基礎(chǔ)，構(gòu)建起了國(guó)外的區(qū)塊鏈生態(tài)。以IBM推出的Hyperledger超級(jí)賬本項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目下衍生出了一些列對(duì)應(yīng)的區(qū)塊鏈產(chǎn)品（Fabric、Sawtooth等以鏈服務(wù)，底層服務(wù)為主，以多模塊，多場(chǎng)景，可拔插的方式構(gòu)造對(duì)應(yīng)的區(qū)塊鏈服務(wù)。表2.1.4-2國(guó)外區(qū)塊鏈服務(wù)平臺(tái)對(duì)比表說明典型解決方案HyperledgerHyperledger是由IBM主導(dǎo)開發(fā)聯(lián)盟鏈區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺(tái)跨境貿(mào)易、供應(yīng)鏈管理、物流溯源EthereumEthereum是一個(gè)為去中心化應(yīng)用程序而生的全球開源平臺(tái)。數(shù)字資產(chǎn)CordaCorda是R3開發(fā)的一個(gè)開源區(qū)塊鏈平臺(tái)，主要用于記錄、管理互不信任各方的合約?？缇迟Q(mào)易、供應(yīng)鏈管理、零售激勵(lì)總的來說，區(qū)塊鏈生態(tài)正逐漸系統(tǒng)化，在基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)建設(shè)、行業(yè)應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化方面都由不錯(cuò)的應(yīng)用，打造了豐富的生區(qū)塊鏈生態(tài)。但是，需要認(rèn)識(shí)到的是現(xiàn)在區(qū)塊鏈技術(shù)仍處于發(fā)展的早期，應(yīng)用場(chǎng)景仍需要實(shí)踐和驗(yàn)證。區(qū)塊鏈技術(shù)存在的問題及關(guān)鍵技術(shù)區(qū)塊鏈具有數(shù)據(jù)透明、防篡改、多方可驗(yàn)證等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使其具有廣闊的應(yīng)用前景。但是，目前區(qū)塊鏈技術(shù)還存在以下問題亟待解決：a.可擴(kuò)展性問題區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性是區(qū)塊鏈領(lǐng)域的重要研究問題。以比特幣為例，可以通過增大系統(tǒng)的區(qū)塊大小，或者是縮短出塊時(shí)間，來提高系統(tǒng)的吞吐率。目前主流的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，能夠做到無限擴(kuò)展的幾乎沒有。未來要想讓區(qū)塊鏈系統(tǒng)承擔(dān)起大量的交易和去中心化應(yīng)用，就必須在兼顧去中心化、安全性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展、高性能的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。b.安全與隱私保護(hù)問題區(qū)塊鏈的安全性包括系統(tǒng)安全和信息安全兩個(gè)方面。區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全問題可能發(fā)生在三個(gè)不同的層次：一是網(wǎng)絡(luò)層，即底層點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的安全。二是共識(shí)層，即共識(shí)機(jī)制本身的安全。三是智能合約層，即區(qū)塊鏈上智能合約代碼的漏洞。區(qū)塊鏈的信息安全的核心是確保系統(tǒng)中用戶的各種隱私得到有效保護(hù)。區(qū)塊鏈隱私保護(hù)的關(guān)鍵在于保證不影響去中心化的同時(shí)，確保用戶的隱私不會(huì)因交易公開而暴露。c.區(qū)塊鏈的監(jiān)管審計(jì)問題由于區(qū)塊鏈上用戶匿名、信息不可篡改，因而如何“審計(jì)”鏈上行為和數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)良性發(fā)展是區(qū)塊鏈技術(shù)存在的重要問題。區(qū)塊鏈的監(jiān)管與審計(jì)，可以通過分析區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，及時(shí)識(shí)別用戶行為，并預(yù)警非法行為，如欺詐行為、鏈上數(shù)據(jù)的異常行為等。d.區(qū)塊鏈智能合約開發(fā)與保障問題一般來說，區(qū)塊鏈智能合約的出現(xiàn)標(biāo)志著區(qū)塊鏈2.0時(shí)代的到來。憑借著區(qū)塊鏈的去中心化、難以篡改等特性，區(qū)塊鏈智能合約可以被用于承載去中心化的應(yīng)用。然而，當(dāng)前智能合約的發(fā)展面臨許多問題，如缺乏統(tǒng)一的平臺(tái)語言、合約可能存在漏洞導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失2.2.1區(qū)塊鏈在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用a.電力生產(chǎn)的需求痛點(diǎn)a)隨著節(jié)能減排及碳中和的要求，對(duì)于新型可再生能源和節(jié)能調(diào)控技術(shù)的要求日漸升高，電廠也迫切需要增加生產(chǎn)手段、降低成本、降低化石燃料的空氣和水污染問題。b)分布式能源出力具有不確定性，在時(shí)間和地域上也存在一定的差別。c)隨著大量分布式能源參與電網(wǎng)調(diào)度，負(fù)荷需求側(cè)也出現(xiàn)了更多的柔性負(fù)荷，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行模式有一定的影響，需要具備地域上的松散型和運(yùn)行調(diào)度上的互動(dòng)協(xié)調(diào)性。綜上所述，迫切需要一個(gè)可以作為整體參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，可參與備用容量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)，具有合約性和實(shí)效性的新型電力生產(chǎn)方式的出現(xiàn)。虛擬電廠作為一種新的能源聚合形式，可以看作是將一群小型的分布式發(fā)電單元聚合在一起而形成的一個(gè)與整體電廠特性相似的組合結(jié)構(gòu)。將各分布式發(fā)電單元的特性參數(shù)整合后，可得到虛擬電廠整體在電網(wǎng)中的運(yùn)行特性參數(shù)，而電網(wǎng)對(duì)虛擬電廠整體的影響為對(duì)其內(nèi)部各分布式能源的影響之和。b.區(qū)塊鏈賦能電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)主要思路從區(qū)塊鏈技術(shù)與虛擬電廠的特性出發(fā)，二者存在很多相似之處，這為二者的合作打下一個(gè)好的基礎(chǔ)。同時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用為虛擬電廠在發(fā)展過程中遇到的挑戰(zhàn)提出了較好的解決辦法。虛擬電廠的發(fā)展存在一定的挑戰(zhàn)。一是由于可再生能源的出力隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性導(dǎo)致的分布式能源動(dòng)態(tài)組合問題。虛擬電廠需合理利用各分布式能源的時(shí)差互補(bǔ)、季節(jié)互補(bǔ)特性以及通過大數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行出力預(yù)測(cè)，從而提高其利用率和整體效益；二是由于虛擬電廠需要聚合不同區(qū)域的分布式能源，且各虛擬電廠之間以及虛擬電廠與市場(chǎng)之間存在信息和能源的交互，因此虛擬電廠對(duì)通信能力及通信可靠性要求較高，需建立公平、可信、可靠的信息平臺(tái)，從而保障虛擬電廠能與多種市場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度與競(jìng)價(jià)。從區(qū)塊鏈技術(shù)與虛擬電廠的相似特性、區(qū)塊鏈技術(shù)在交易方面的優(yōu)勢(shì)出發(fā)，結(jié)合虛擬電廠的發(fā)展現(xiàn)狀，分析區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于虛擬電廠的可行性。總的來看，當(dāng)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于虛擬電廠中，可保證各分布式能源對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)值，即出力情況是公開透明的，從而使系統(tǒng)能夠?qū)ζ涑隽η闆r進(jìn)行合理的計(jì)量和調(diào)度，并保障各分布式能源的利益得到合理、公平地分配。不僅如此，采用區(qū)塊鏈技術(shù)的虛擬電廠與各分布式能源之間可以在信息對(duì)稱的情況下進(jìn)行雙向選擇，分布式的信息系統(tǒng)和虛擬電廠內(nèi)部分布式能源相匹配，各電力生產(chǎn)單元自愿加入虛擬電廠并共同進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)工作。每當(dāng)有新的分布式能源加入虛擬電廠時(shí)，通過數(shù)字身份驗(yàn)證對(duì)各分布式能源的信息進(jìn)行驗(yàn)證，并保證其滿足已定的激勵(lì)政策和懲罰機(jī)制約束，從而使得區(qū)塊鏈技術(shù)能在虛擬電廠與分布式能源之間生成有效的智能合約，并保證自動(dòng)且穩(wěn)定的執(zhí)行。同時(shí)，由于公開透明的信息平臺(tái)和一定的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制，不僅能促進(jìn)各分布式能源合理競(jìng)爭(zhēng)以及需求側(cè)資源等參與到虛擬電廠的調(diào)度中，還為不同虛擬電廠之間提供了彼此的定價(jià)信息、激勵(lì)其降低成本，促進(jìn)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，從而實(shí)現(xiàn)資源更好地分配。區(qū)塊鏈技術(shù)在虛擬電廠中的應(yīng)用如圖2.2.1-1所示。圖2.2.1-1區(qū)塊鏈在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用2.2.2區(qū)塊鏈在電力交易中的應(yīng)用a.電力交易業(yè)務(wù)需求痛點(diǎn)電力交易業(yè)務(wù)涉及電網(wǎng)公司、售電企業(yè)、電力用戶、自備電廠等多方主體，相關(guān)數(shù)據(jù)要求透明可信且可追溯，以便在市場(chǎng)初期防止多次交易進(jìn)行套利的行為。此外，還需要滿足國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局及地方政府等政府機(jī)構(gòu)對(duì)電力交易業(yè)務(wù)開展常態(tài)化監(jiān)管工作的需求。b.區(qū)塊鏈賦能電力交易業(yè)務(wù)主要思路區(qū)塊鏈技術(shù)的多方共識(shí)、防篡改特性，能夠?qū)崿F(xiàn)交易全過程數(shù)據(jù)的真實(shí)可信，以及不同主體間的數(shù)據(jù)集成與確權(quán)，從技術(shù)上保障了各項(xiàng)工作的公信力，并高效支撐政府監(jiān)管部門開展監(jiān)測(cè)監(jiān)管；鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)交易電量全生命周期追蹤溯源，杜絕遺漏和篡改；智能合約能夠?qū)崿F(xiàn)交易申報(bào)出清鏈上運(yùn)行，支撐大規(guī)模點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式交易靈活可信運(yùn)作。c.區(qū)塊鏈在電力交易業(yè)務(wù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景a)電力批發(fā)市場(chǎng)。隨著售電公司等市場(chǎng)主體開展跨省運(yùn)營(yíng)的需求日益增多，電力交易平臺(tái)的“一地注冊(cè)，多地共享”機(jī)制存在數(shù)據(jù)更新不同步、資產(chǎn)核算不清等風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建包含國(guó)、省兩級(jí)電力交易中心的聯(lián)盟鏈，當(dāng)市場(chǎng)成員在一地注冊(cè)或發(fā)生信息變更時(shí)，同步廣播至各地，自動(dòng)完成信息更新，可以支撐市場(chǎng)主體注冊(cè)、重大信息變更、重大事項(xiàng)公示、退市等全生命周期的業(yè)務(wù)活動(dòng)。b)電力零售市場(chǎng)。隨著電力市場(chǎng)交易規(guī)模的放開，大量中小型用戶將進(jìn)入電力零售市場(chǎng)，售電公司的業(yè)務(wù)會(huì)更加活躍，對(duì)售電公司行為的審查和監(jiān)管更為必要。將電力交易平臺(tái)和銀行數(shù)字票據(jù)交易平臺(tái)分別與區(qū)塊鏈集成，銀行將售電公司保函信息上傳區(qū)塊鏈存證，避免了保函線下驗(yàn)證的復(fù)雜流程，同時(shí)便于監(jiān)管保函的流通以及補(bǔ)充、變動(dòng)、執(zhí)行等情況。c)分布式發(fā)電交易。分布式發(fā)電交易的用戶主體及交易記錄的數(shù)量龐大且分散、交易選擇的靈活性及價(jià)格的劇烈波動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致主體違約風(fēng)險(xiǎn)較高。通過區(qū)塊鏈密鑰生成機(jī)制生成包含存證編號(hào)+用戶信息+公鑰的完整的區(qū)塊鏈身份憑證信息，背書用戶身份和公鑰的綁定關(guān)系，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈身份認(rèn)證。購(gòu)售雙方將交易需求以結(jié)構(gòu)化方式委托至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，當(dāng)市場(chǎng)中的量?jī)r(jià)信息滿足用戶設(shè)定的交易條款時(shí)，觸發(fā)智能合約自動(dòng)撮合交易并將交易結(jié)果上鏈存證，從而有力提升交易的安全性和便捷性。d)電力衍生品交易。電力衍生品目前主要包括碳排放權(quán)、綠色電力證書和可再生能源超額消納憑證等，它們本身只具有金融屬性，通常獨(dú)立于現(xiàn)有電力市場(chǎng)開展交易?，F(xiàn)有系統(tǒng)中存在未接入現(xiàn)有數(shù)據(jù)平臺(tái)的第三方主體計(jì)量認(rèn)證、發(fā)用電憑證生成和憑證交易中的信任問題。運(yùn)用區(qū)塊鏈防篡改特性，將責(zé)任主體可再生能源消納電量、用電量等計(jì)量數(shù)據(jù)上鏈，將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)確權(quán)，確保信息真實(shí)可信。通過區(qū)塊鏈可信存證和電子簽名可以實(shí)現(xiàn)可再生能源電力消納憑證的溯源與統(tǒng)計(jì)，保障了憑證信息不可偽造。2.2.3區(qū)塊鏈在電力金融中的應(yīng)用a.電力金融業(yè)務(wù)需求痛點(diǎn)電力金融業(yè)務(wù)主要包括電力保險(xiǎn)、電力資產(chǎn)證券化、電力供應(yīng)鏈金融等。電力保險(xiǎn)是一種保護(hù)中小企業(yè)免受停電帶來的重大損失的險(xiǎn)種，在實(shí)際運(yùn)行中，由于電力數(shù)據(jù)不透明致使客戶理賠困難，導(dǎo)致該險(xiǎn)種市場(chǎng)滲透率較低；在電力資產(chǎn)證券化過程中，面臨信用風(fēng)險(xiǎn)定價(jià)技術(shù)缺乏、基礎(chǔ)資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控難度大等問題；電力供應(yīng)鏈金融主要服務(wù)對(duì)象是中小企業(yè)、小微企業(yè)，因?yàn)檫@類企業(yè)對(duì)資金周轉(zhuǎn)和現(xiàn)金流都有很大的需求,但由于企業(yè)資產(chǎn)規(guī)模有限,在獲得信用審查時(shí)也面臨著比較大挑戰(zhàn)。b.區(qū)塊鏈賦能電力金融業(yè)務(wù)主要思路在電力保險(xiǎn)方面，借助區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式存儲(chǔ)、不可篡改等特征，將平臺(tái)服務(wù)器部署在保險(xiǎn)公司、電網(wǎng)企業(yè)、監(jiān)管部門三方，解決了保險(xiǎn)公司、用電客戶對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用所涉及的電力數(shù)據(jù)信任度不高的問題。且分散化管理無需中心服務(wù)器，規(guī)避昂貴的運(yùn)維費(fèi)用，降低成本，同時(shí)避免中心化服務(wù)器受到攻擊，數(shù)據(jù)難以恢復(fù)的安全問題。此外，利用區(qū)塊鏈智能合約的自動(dòng)觸發(fā)特性，將保險(xiǎn)合同設(shè)置為代碼形式，免去理賠申請(qǐng)與現(xiàn)場(chǎng)查勘環(huán)節(jié)，解決了保險(xiǎn)理賠程序繁瑣、運(yùn)營(yíng)成本大的問題，實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)理賠。在電力資產(chǎn)證券化方面，發(fā)揮區(qū)塊鏈的分布式記賬特點(diǎn)及其數(shù)據(jù)的公開、透明、不可篡改性等優(yōu)點(diǎn)，能夠極大地減少由信息不對(duì)稱所帶來的資產(chǎn)定價(jià)不合理問題。通過激勵(lì)機(jī)制，保證鏈中所有節(jié)點(diǎn)成員（包含資產(chǎn)端節(jié)點(diǎn)、證券發(fā)起人節(jié)點(diǎn)和投資者節(jié)點(diǎn)）參與SPV管理，監(jiān)督數(shù)據(jù)流的運(yùn)行情況，可以更加有效地防范基礎(chǔ)資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方道德風(fēng)險(xiǎn)，確保證券的收益波動(dòng)在合理區(qū)間內(nèi)。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)產(chǎn)生的帶時(shí)間戳的數(shù)據(jù)，亦能用于激勵(lì)資產(chǎn)端節(jié)點(diǎn)間互相監(jiān)督。在電力供應(yīng)鏈金融方面，區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)于傳統(tǒng)供應(yīng)鏈金融的征信方式是一種質(zhì)的飛越，這可能會(huì)徹底改變未來征信模式。區(qū)塊鏈技術(shù)減少現(xiàn)征信流程中人為參與的部分，自動(dòng)獲取交易業(yè)務(wù)的明細(xì)數(shù)據(jù)，信息獲取自動(dòng)化，不再需要銀行和第三方征信機(jī)構(gòu)之間在信息交互上花費(fèi)大量時(shí)間。在提高效率的同時(shí)，減少因機(jī)構(gòu)直接協(xié)作而產(chǎn)生的管理費(fèi)用。2.2.4區(qū)塊鏈在電力服務(wù)中的應(yīng)用a.電力服務(wù)業(yè)務(wù)需求痛點(diǎn)電網(wǎng)對(duì)商業(yè)、居民這兩類中小型用戶參與電力需求服務(wù)市場(chǎng)以促進(jìn)電力供需平衡的需求日益迫切，但目前中小型用戶參與市場(chǎng)交易存在以下難點(diǎn)亟待解決。a)需求服務(wù)信息交互基礎(chǔ)設(shè)施缺乏的難題。根據(jù)目前需求服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展來看，改造后的大型工商業(yè)用戶已具備良好的網(wǎng)絡(luò)通信條件實(shí)現(xiàn)需求服務(wù)信息交互，然而對(duì)于大量分散性的中小型用戶，目前尚不具備參與需求服務(wù)交易市場(chǎng)的基礎(chǔ)通信設(shè)施。b)用戶需求服務(wù)資源自動(dòng)履約響應(yīng)的難題。中小型分散用戶需求響應(yīng)具有數(shù)量多、自主性強(qiáng)、隱私性高的特點(diǎn)，這對(duì)交易機(jī)制技術(shù)支持系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提出了較高的要求，若僅憑用戶的主觀行為選擇，存在很多不確定性。用戶如何根據(jù)需求服務(wù)合約內(nèi)容按時(shí)按量完成響應(yīng)還有待解決，若仍采用響應(yīng)時(shí)間用戶自主手動(dòng)調(diào)節(jié)的模式，難以保障需求服務(wù)事件按時(shí)按量完成，也會(huì)增加聚合商的違約風(fēng)險(xiǎn)。c)激勵(lì)資金分配與評(píng)估結(jié)算可信性證明的難題。在需求服務(wù)業(yè)務(wù)實(shí)際工程實(shí)踐過程中，激勵(lì)資金分配、交易核算、懲罰額度等在執(zhí)行、監(jiān)管、核算等方面仍存在