区块链技术及其在能源互联网中的应用王冰王敏_王冰王敏_9787111736363

随着电力体制改革推进和能源互联网概念深入人心，电力交易的理论研究备受关注，而区块链技术作为发展最快、前景最好的新型数字技术之一，其开发与研究方兴未艾，并以“区块链+”的方式与众多行业紧密对接。近年来，由于区块链人才培养的需要，越来越多的专业将区块链技术作为课程列入培养方案，同时对于区块链教材的需要也日趋迫切。本书对现有著作和教材的优点兼容并蓄，从章节设置入手，加强各章节的逻辑性和章节内容的新颖性。前4章主要介绍区块链技术的基础知识，使读者对区块链有较深入的理解；第5、6章则针对区块链技术在能源互联网领域的应用进行研究与展望，并对区块链在配电侧的交易方法进行阐述；第7~9章主要介绍针对配电侧负荷、负荷代理商、电力调度中心三类电力主体如何进行智能合约建模、交易平台设计以及底层技术优化等。本书具有清晰的层次感：从区块链技术到区块链技术核心原理，从以太坊平台到智能合约开发，从电动汽车到可控负荷，层层深入、循序渐进，既加强了对基本知识和核心原理的说明，又注重了区块链最新研究成果的引入。本书可供从事区块链、能源互联网等领域研究的科研工作者、高校教师和研究生阅读与参考，也可在多个相关专业使用，满足计算机、自动化、电气等专业人才培养的需求。本书配有电子课件，选用本书作教材的教师可登录www.cmpedu.com注册下载，或发邮件至jinacmp@163.com索取。

前言
近年来，能源互联网已成为电力系统发展的重要模式和方向。在深化改革后的电力市场中，相关利益主体增多、交易种类多样化、合同规则复杂化，对交易结算的管理及数据的风险防范都提出了更高的要求。随着“互联网+”新业务的发展，区块链作为一种新型信息化技术，对具备数字化能力的业务交易可提供技术支撑。习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时强调：要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，加快推动区块链技术和产业创新发展。利用数字技术推动能源技术革命，切实解决能源发展中存在的复杂问题，是我国电力能源业普遍面临的重大任务。探索区块链在能源电力等领域的推广应用，必须认真结合区块链等新型数字技术，对现有电力机制进行场景、业务、价值创新，建设分层、分区域、多元接入的能源互联网架构。本书在总结国内外区块链和能源互联网相关理论与实践的基础上，由区块链基础理论到实际应用开发、由能源互联网基本理论到具体区块链在能源联网中的应用，从网络数据结构、智能合约、共识机制、激励机制、以太坊平台开发等多方面，阐述多方参与、平等安全、合作共赢的电力能源区块链技术。编者在多年科研工作和教学实践的基础上，对同类书籍的内容进行了较大的调整和补充，不仅引入了区块链分层可扩展开发流程的新方法，而且增加了其在电力交易方面的内容，对近十年来最新的研究成果加以总结和整理，增加了区块链在能源互联网实际开发中的具体应用。本书系统深入地阐述了区块链技术与区块链电力交易智能合约技术的原理、方法和技术，充分反映了该领域的前沿性和时代性。本书特点：（1）模块清晰，体系完整。伴随区块链技术的快速发展，新成果不断涌现。本书结合区块链技术的基本理论、现存问题、核心关键技术和开发平台，先介绍区块链的相关概念、演化与发展历程，再给出区块链的常见问题和改进方向；针对交易领域区块链核心关键技术的相关结构（区块结构层、网络传输层、账户信息层、安全加密层、共识机制层和交易奖励层）进行具体论述；在区块链底层架构的基础上，进一步研究智能合约的概念与实现机制，具体包括以太坊（Ethereum）平台和超级账本（Hyperledger）平台项目背景、架构，智能合约设计方式及其在相关平台的测试和执行，因此体系更为完整，适用性更强。（2）内容新颖，紧扣前沿。区块链作为新兴的热点领域，近十年成果丰硕。本书吸收了国内外区块链领域较新的理论和实践成果，融入了新理论、新模型、新方法和新策略，尤其是近年来配电侧电力交易发展的重要理论成果。从对区块链的初探到实际应用开发，再从契合度角度研究区块链底层技术优化与智能合约模型设计，填补了同类技术资料的空白，也体现了本书的新颖性和前沿性。（3）理论与实践相结合，由浅入深。区块链技术是针对跨学科复杂对象的复杂技术难题，本书综合多学科的相关理论和应用实例，理论联系实际，阐述区块链技术的核心思想和关键技术；从基础理论到实际应用，从智能合约开发到技术架构设计，从电动汽车到可控负荷，由浅入深，循序渐进，展开相关内容，便于读者分层次、模块化学习。本书可作为高校本科高年级学生的教材，也可作为高校科研人员和研究生进行区块链或能源互联网研究的参考资料，以及电力能源领域工程技术人员的参考用书。本书结构如下：第1章是区块链基础入门，主要介绍区块链相关概念、发展现状、演化和发展历程、技术特性以及现存问题；第2章是区块链技术在交易领域的应用，其中包括交易领域区块链核心技术、智能合约相关概念、超级账本项目背景，特别介绍了后文分层可扩展开发流程中多次使用的智能合约技术的实现机制；第3章是以太坊平台智能合约应用研究，从以太坊背景与概念出发，重点介绍区块链以太坊平台搭建，包括环境配置、私有链搭建以及智能合约编译、测试和执行；第4章是去中心化的区块链分层可扩展开发及应用，主要阐述区块链的可扩展性和可扩展方案分层模型，特别介绍了去中心化应用核心技术架构，包括Truffle框架、Web3中间库和MetaMask电子钱包，并基于综合能源绿证交易系统模型设计了去中心化应用实例；第5章是区块链技术在能源互联网中的应用初探，包括能源互联网发展背景及区块链应用现状，重点介绍了区块链技术在能源互联网建设中的应用前景，为接下来的章节奠定基础；第6章是区块链技术下配电侧电力市场交易平台研究，设计了去中心化电力交易框架和流程，同时基于多电力市场主体设计智能合约；第7章是结合电动汽车代理商入网竞价研究背景，给出智能合约下电动汽车入网交易方法，包括用户与代理商智能合约、代理商与电力调度中心智能合约设计，在区块链环境下实现电动汽车用户、代理商和调度中心的三方共赢；第8章以电动汽车共享充电桩平台为例，实现了区块链以太坊的具体落地应用，并验证了整个电动汽车共享充电桩平台的可行性；第9章从上层应用与底层技术入手构建负荷代理商交易平台，提出代理商利润分红激励机制、代理商效能函数变化率共识算法，实现了区块链优势与电力调度相融合。本书遵循由理论到应用，由浅入深，逐步递进的原则，除第1章外，本书可划分

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