虛擬電廠技術(shù)基礎(chǔ)虛擬電廠技術(shù)支持平臺(tái)上接電網(wǎng)調(diào)度和交易中心,對(duì)下接入各類可調(diào)節(jié)資源的工業(yè)控制系統(tǒng)。平臺(tái)需滿足異構(gòu)資源系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)節(jié)秒級(jí)甚至毫秒級(jí)的響應(yīng)要求,同時(shí)確保通過公網(wǎng)與電網(wǎng)內(nèi)部系統(tǒng)的通信安全?；?云-管-邊-端"靈活的物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu),持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)通信承載技術(shù),提升虛擬電廠的性能參數(shù),以獲得更高的響應(yīng)收益和系統(tǒng)安全防護(hù)能力。虛擬電廠平臺(tái)架構(gòu)01數(shù)據(jù)平臺(tái)層采用高可靠、彈性擴(kuò)展的云計(jì)算和邊云協(xié)同的分布式計(jì)算技術(shù)02網(wǎng)絡(luò)傳輸層通過微服務(wù)架構(gòu)、邊緣計(jì)算架構(gòu)實(shí)現(xiàn)彈性擴(kuò)展和動(dòng)態(tài)調(diào)整03應(yīng)用支撐層支持智慧應(yīng)用在線擴(kuò)展,對(duì)集采終端及優(yōu)化策略進(jìn)行在線升級(jí)04業(yè)務(wù)應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)虛擬電廠運(yùn)營管理和可調(diào)節(jié)資源運(yùn)行調(diào)控的雙重應(yīng)用虛擬電廠管控平臺(tái)在架構(gòu)上分為4層,各層之間具備一定的獨(dú)立性,配合共同組成運(yùn)營管控技術(shù)架構(gòu),支持海量分布式資源的泛在接入,應(yīng)對(duì)多市場(chǎng)主體的建設(shè)運(yùn)營需求。電力通信網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成我國電力通信網(wǎng)以光纖、微波及衛(wèi)星電路構(gòu)成主干線,各支路充分利用電力線載波、特種光纜等電力系統(tǒng)特有的通信方式,并采用明線、電纜、無線等多種通信手段組成綜合通信網(wǎng)。核心優(yōu)勢(shì)較高的可靠性和靈活性傳輸信息量少但種類復(fù)雜實(shí)時(shí)性強(qiáng)具有很大的耐沖擊性電力通信系統(tǒng)的獨(dú)特挑戰(zhàn)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電力系統(tǒng)通信網(wǎng)中有著種類繁多的通信手段和各種不同性質(zhì)的設(shè)備、機(jī)型,通過不同的接口方式和轉(zhuǎn)接方式構(gòu)成復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。廣泛的通信范圍通信范圍點(diǎn)多面廣,除發(fā)電廠、供電局等通信集中的地方,供電區(qū)內(nèi)所有的變電站、電管所都是電力通信服務(wù)的對(duì)象。很多變電站地處偏遠(yuǎn),通信設(shè)備的維護(hù)半徑通常達(dá)上百千米。無人值守機(jī)房通信點(diǎn)的分散性、業(yè)務(wù)量少等特點(diǎn)決定了電力通信各站點(diǎn)不可能都設(shè)通信值班。除中心樞紐通信站,大多數(shù)站點(diǎn)都無人值守,給設(shè)備的維護(hù)維修帶來諸多不便。智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)要求利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù),構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的智能電網(wǎng),是我國電力行業(yè)未來的發(fā)展方向。建立高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)量要求每個(gè)先進(jìn)變電站需0.2-1.0Mbit/s帶寬,連續(xù)抄表每百萬先進(jìn)電能表需1.85-2.0Mbit/s帶寬,每萬個(gè)智能傳感器需0.5-0.75Gbit/s帶寬。實(shí)時(shí)性要求變電站內(nèi)部通信延遲小于1ms,其他小于500ms;同步時(shí)間偏差小于1ms,確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。環(huán)境適應(yīng)性通信設(shè)備必須能夠抵御高溫、低溫、日曬、雨淋、風(fēng)雪、冰雹和雷電等自然環(huán)境的侵襲,避免電磁干擾。網(wǎng)絡(luò)安全性涉及攻擊、防范、檢測(cè)、控制、管理、評(píng)估等多方面的基礎(chǔ)理論和實(shí)施技術(shù),確保信息傳遞的完整性和機(jī)密性。虛擬電廠通信技術(shù)應(yīng)用主要技術(shù)類型基于互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)電力線路載波技術(shù)GSM/GPRS無線技術(shù)3G/4G移動(dòng)通信技術(shù)Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee應(yīng)用場(chǎng)景虛擬電廠采用雙向通信技術(shù),不僅能夠接收各個(gè)單元的當(dāng)前狀態(tài)信息,而且能夠向控制目標(biāo)發(fā)送控制信號(hào)。對(duì)于大型機(jī)組,可使用基于IEC60870-5-101/104協(xié)議的遙測(cè)系統(tǒng)。隨著小型分散電力機(jī)組數(shù)量增加,昂貴的遙測(cè)技術(shù)可能被基于簡(jiǎn)單TCP/IP適配器或電力線路載波的技術(shù)所取代。虛擬電廠通信的特殊要求高綜合性融合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、傳感與計(jì)量技術(shù),實(shí)現(xiàn)從發(fā)電到用電各個(gè)環(huán)節(jié)的無縫連接,滿足"即插即用"要求。高可靠性當(dāng)虛擬電廠出現(xiàn)故障時(shí),能夠迅速切除故障并將負(fù)荷切換到可靠電源上,及時(shí)提供核心數(shù)據(jù),減少恢復(fù)時(shí)間。公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)基于公開、公認(rèn)的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為傳感器、高級(jí)電子設(shè)備、應(yīng)用軟件之間高速、準(zhǔn)確的通信提供支持。高經(jīng)濟(jì)性通過預(yù)測(cè)、阻止對(duì)電網(wǎng)可靠性產(chǎn)生消極影響的事件,避免電能質(zhì)量問題造成的成本追加,減少監(jiān)控和維護(hù)成本。虛擬電廠通信設(shè)計(jì)原則1規(guī)劃設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性虛擬電廠通信的規(guī)劃設(shè)計(jì)需要與其業(yè)務(wù)配合進(jìn)行統(tǒng)一,滿足公認(rèn)的通信標(biāo)準(zhǔn)、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及安全可靠的開放性原則。2安全可靠的開放性通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要滿足開放性原則,同時(shí)又要保證虛擬電廠關(guān)鍵設(shè)備及用戶隱私數(shù)據(jù)的安全性。3充分考慮的擴(kuò)展性隨著接入分布式電源和用電設(shè)備的增加,以及快速增加的采集數(shù)據(jù)量,為網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和維護(hù)更新做好冗余配置。虛擬電廠要求建設(shè)高速、雙向通信、寬帶、自治的信息通信系統(tǒng),支持多業(yè)務(wù)的靈活接入,提供"即插即用"的虛擬電廠信息通信保障。虛擬電廠通信體系結(jié)構(gòu)生產(chǎn)監(jiān)控通信網(wǎng)解決電力調(diào)度、設(shè)備在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)視頻管理、戶外設(shè)施防盜等問題。采用電力線載波、無線擴(kuò)頻、微波通信、光纖通信、GPRS、3G/4G等技術(shù)。配用電通信網(wǎng)用于用戶電能信息采集、智能家居、無線傳感安防、社區(qū)服務(wù)管理等。通過低壓電力線載波通信、OPLC、無線寬帶通信等方式實(shí)現(xiàn)。調(diào)控中心通信網(wǎng)參照智能電網(wǎng)配電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)構(gòu)建,將虛擬電廠作為一個(gè)有源可控客戶端來處理。虛擬電廠通信流程結(jié)構(gòu)虛擬電廠通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控、用戶等多類型數(shù)據(jù)信息的雙向、及時(shí)、可靠傳輸,是一個(gè)集通信、信息、控制等技術(shù)為一體的綜合系統(tǒng)平臺(tái)?？刂菩畔鬏敯l(fā)、輸、變、配、調(diào)過程的控制信息由調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)承載,保護(hù)、安全等對(duì)時(shí)延要求嚴(yán)格的控制信息采用專用線承載。用戶信息傳輸用戶信息采用先進(jìn)的、適用于電力系統(tǒng)用戶網(wǎng)接入特點(diǎn)的、滿足互動(dòng)要求的通信承載技術(shù)。管理、運(yùn)行維護(hù)、營銷等業(yè)務(wù)由綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)承載。"網(wǎng)絡(luò)到能源"項(xiàng)目通信設(shè)計(jì)該項(xiàng)目是歐盟第7框架計(jì)劃下于2010-2015年完成的虛擬電廠研究與試點(diǎn)項(xiàng)目,實(shí)施和驗(yàn)證智能配電的智能計(jì)量、智能能量管理和智能配電自動(dòng)化三大支柱技術(shù)。01用戶側(cè)通信住宅負(fù)荷處的智能電能表通過全球移動(dòng)通信無線技術(shù)將用戶消費(fèi)信息傳送給自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng),傳送周期為15分鐘。02發(fā)電側(cè)通信發(fā)電資源側(cè)的智能電能表通過RS485串行接口和Modbus協(xié)議將測(cè)量信息傳送給遠(yuǎn)程終端單元RTU。03中心通信虛擬電廠控制中心和電網(wǎng)調(diào)度中心基于IEC61850的CIM數(shù)據(jù)庫,通過CIM-61850轉(zhuǎn)換器模塊實(shí)現(xiàn)不同通信協(xié)議之間的信息轉(zhuǎn)換。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,通過RFID、紅外感應(yīng)器、GPS、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何需要的物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實(shí)現(xiàn)信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。感知層包括二維碼標(biāo)簽和識(shí)讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器、終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)等,主要用于識(shí)別物體、采集信息。網(wǎng)絡(luò)層包括與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心、信息中心和智能處理中心等,用于信息的處理和傳輸。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合,與行業(yè)需求結(jié)合,實(shí)現(xiàn)行業(yè)智能化和廣泛智能化應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)數(shù)據(jù)收集感知數(shù)據(jù)從感知節(jié)點(diǎn)匯集到匯聚節(jié)點(diǎn)的過程,關(guān)注數(shù)據(jù)的可靠傳輸,要求數(shù)據(jù)在傳輸過程中沒有損失。數(shù)據(jù)清洗對(duì)獲取的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和離群值判斷,去除"臟數(shù)據(jù)",得到一致有效的感知信息。數(shù)據(jù)壓縮利用數(shù)據(jù)的時(shí)空相關(guān)性,采用數(shù)據(jù)壓縮方法有效減少數(shù)據(jù)量,節(jié)省傳輸成本。數(shù)據(jù)聚集通過聚集函數(shù)對(duì)感知數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,減少傳輸數(shù)據(jù)和信息流量。常見的聚集函數(shù)包括COUNT、SUM、AVG、MAX、MIN、MEDIAN等。數(shù)據(jù)融合對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理獲取確定信息的過程,可消除冗余信息,并去除噪聲和異常值。數(shù)據(jù)收集的關(guān)鍵考量可靠性采用多路徑傳輸和數(shù)據(jù)重傳等冗余傳輸方法保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸,在全局時(shí)間同步基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)能量有效的可靠傳輸。高效性能耗約束和能量均衡是數(shù)據(jù)收集需要重點(diǎn)考慮和解決的問題,需要在能耗和傳輸效率之間取得平衡。網(wǎng)絡(luò)延遲通過流水線傳輸方式使數(shù)據(jù)在路徑上像波浪一樣向前推進(jìn),減少等待延遲,滿足實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)吞吐量通過阻塞控制和信道公平的傳輸方法,按照子樹規(guī)模分配信道資源,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡,解決"漏斗效應(yīng)"。物聯(lián)網(wǎng)信息交互物聯(lián)網(wǎng)信息交互是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),有眾多異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)參與的信息傳輸、信息共享和信息交換的過程。通過信息交互,物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)可智能自主地獲取環(huán)境和其他節(jié)點(diǎn)的信息。用戶與網(wǎng)絡(luò)的信息交互用戶通過網(wǎng)絡(luò)提供的接口、命令和功能執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)任務(wù),如時(shí)鐘同步、拓?fù)淇刂?、系統(tǒng)配置、路由構(gòu)建、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等。網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)容的信息交互以網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施為載體的內(nèi)容生成和呈現(xiàn),包括感知數(shù)據(jù)的組織和存儲(chǔ)及面向高層語義信息的數(shù)據(jù)聚集與融合。用戶與內(nèi)容的信息交互用戶通過信息查詢、模式匹配及數(shù)據(jù)挖掘等方法,從網(wǎng)絡(luò)獲取用戶感興趣的信息和高層語義信息。云計(jì)算技術(shù)概述云計(jì)算是一種可以調(diào)用的虛擬化資源池,這些資源池可以根據(jù)負(fù)載動(dòng)態(tài)重新配置,以達(dá)到最優(yōu)化使用的目的。用戶和服務(wù)提供商事先約定服務(wù)等級(jí)協(xié)議,用戶以用時(shí)付費(fèi)模式使用服務(wù)。資源池化采用虛擬化的分布式計(jì)算和存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云計(jì)算調(diào)度和云計(jì)算存儲(chǔ),數(shù)據(jù)處理采用交互信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式?？蓴U(kuò)展性通過虛擬化將物理機(jī)的資源進(jìn)行切割,實(shí)現(xiàn)資源的隨需分配和自動(dòng)增長(zhǎng),支持彈性擴(kuò)展和動(dòng)態(tài)調(diào)整。寬帶網(wǎng)絡(luò)調(diào)用通過寬帶網(wǎng)絡(luò)提供高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),支持大規(guī)模分布式數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)。可靠性通過分布式架構(gòu)和冗余設(shè)計(jì),確保系統(tǒng)的高可用性和容錯(cuò)能力,保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。云計(jì)算服務(wù)形式軟件即服務(wù)(SaaS)通過瀏覽器把程序傳給用戶,省去服務(wù)器和軟件授權(quán)開支,減少供應(yīng)商維護(hù)程序的成本。實(shí)用計(jì)算創(chuàng)造虛擬的數(shù)據(jù)中心,把內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力集中起來組成虛擬資源池為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供應(yīng)用程序編程接口API,讓開發(fā)者能夠開發(fā)更多基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,而不是提供單機(jī)程序。平臺(tái)即服務(wù)開發(fā)環(huán)境被作為一種服務(wù)來提供,用戶可以通過中間商提供的設(shè)備來開發(fā)自己的程序。管理服務(wù)提供商(MSP)面向IT行業(yè)而非終端用戶,常用于郵件病毒掃描、程序監(jiān)控等應(yīng)用場(chǎng)景。云計(jì)算資源管理資源監(jiān)控云計(jì)算環(huán)境多采用非實(shí)時(shí)被動(dòng)監(jiān)控方式,各個(gè)節(jié)點(diǎn)每過一個(gè)時(shí)間間隔向中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息匯報(bào)相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)。數(shù)據(jù)采集監(jiān)視系統(tǒng)是典型的系統(tǒng)資源監(jiān)控解決方案,用于監(jiān)控大型分布式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。智能體將采集到的數(shù)據(jù)通過HTTP發(fā)送給群的采集器。資源調(diào)度資源調(diào)度是對(duì)以分布式方式存在的各種不同資源進(jìn)行組合以滿足不同資源使用者需求的過程。調(diào)度策略分為性能優(yōu)先和經(jīng)濟(jì)優(yōu)先兩類。性能優(yōu)先包括先到先服務(wù)、負(fù)載均衡、提高可靠性等策略。經(jīng)濟(jì)優(yōu)先包括基于智能優(yōu)化算法、經(jīng)濟(jì)學(xué)定價(jià)、博弈論等策略。云計(jì)算任務(wù)管理1公平性2同步3本地性任務(wù)管理的一個(gè)重要功能是有效管理節(jié)點(diǎn)資源,盡量保證負(fù)載平衡,將阻塞減小到最低限度。編程模型是一種典型的任務(wù)管理模型,通過提供簡(jiǎn)便的編程接口在集群環(huán)境中分發(fā)調(diào)度數(shù)據(jù)密集型任務(wù)。本地性數(shù)據(jù)輸入節(jié)點(diǎn)與任務(wù)分配節(jié)點(diǎn)之間的距離,高本地性可以保證任務(wù)的吞吐量,通過把任務(wù)分配給鄰近的計(jì)算節(jié)點(diǎn)以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)成本。同步把Map處理過程產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Reduce處理過程的輸入數(shù)據(jù),必須等所有Map處理結(jié)束后才能產(chǎn)生中間數(shù)據(jù)的輸出。公平性任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)必須在公平性、本地性與同步原則之間做出平衡,以保障任務(wù)能夠分配到足夠的需求響應(yīng)時(shí)間。主要云計(jì)算平臺(tái)1Google云計(jì)算平臺(tái)包括GoogleFileSystem文件系統(tǒng)、BigTable大規(guī)模分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),以及編程模型編程模式。通過Map和Reduce兩個(gè)簡(jiǎn)單概念進(jìn)行大規(guī)模分布式數(shù)據(jù)處理。2IBM"藍(lán)云"計(jì)算平臺(tái)企業(yè)級(jí)云計(jì)算解決方案,將互聯(lián)網(wǎng)上使用的技術(shù)擴(kuò)展到企業(yè)平臺(tái)上。通過虛擬化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù),構(gòu)建企業(yè)自己的云計(jì)算中心,實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理和分配。3亞馬遜彈性計(jì)算云平臺(tái)滿足小規(guī)模軟件開發(fā)人員對(duì)集群系統(tǒng)的需求,用戶通過網(wǎng)絡(luò)界面操作云平臺(tái)上運(yùn)行的各個(gè)實(shí)例,只需為使用的計(jì)算平臺(tái)實(shí)例付費(fèi)。云計(jì)算與其他技術(shù)的區(qū)別云計(jì)算與網(wǎng)格計(jì)算作業(yè)調(diào)度:網(wǎng)格將任務(wù)分解成相互獨(dú)立的子任務(wù)交給各個(gè)節(jié)點(diǎn)完成計(jì)算。云計(jì)算根據(jù)通用應(yīng)用設(shè)計(jì),用戶向資源池中申請(qǐng)一定量的資源來完成其任務(wù)。資源分配:網(wǎng)格通過調(diào)度系統(tǒng)將任務(wù)分解到空閑節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行。云計(jì)算通過虛擬化將物理機(jī)的資源進(jìn)行切割,實(shí)現(xiàn)資源的隨需分配和自動(dòng)增長(zhǎng)。云計(jì)算與超級(jí)計(jì)算機(jī)云計(jì)算是一種新型的超級(jí)計(jì)算方式,以數(shù)據(jù)為中心,是一種數(shù)據(jù)密集型的超級(jí)計(jì)算。與超級(jí)計(jì)算機(jī)相比,云計(jì)算完成了從面向任務(wù)的、傳統(tǒng)的單一計(jì)算模式向面向服務(wù)的專業(yè)化、規(guī)?；?jì)算模式轉(zhuǎn)變,能有效地適應(yīng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新和用戶需求。云計(jì)算未來發(fā)展方向大數(shù)據(jù)分析隨著電力系統(tǒng)中具有4V特征(海量、異構(gòu)、實(shí)時(shí)、真實(shí))的數(shù)據(jù)大量增長(zhǎng),云計(jì)算可以很好地與大數(shù)據(jù)分析結(jié)合。基于Hadoop平臺(tái)開發(fā)電力用戶側(cè)大數(shù)據(jù)并行負(fù)荷預(yù)測(cè)原型系統(tǒng),局部加權(quán)線性回歸預(yù)測(cè)算法和云計(jì)算編程模型相結(jié)合,對(duì)電力短期負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)?；旌显频陌l(fā)展混合云是公有云與私有云的組合,兼具二者的特點(diǎn),既可以提供公有云的開放性,又能提供私有云的安全性。因此,混合云是未來云服務(wù)的主流模式,能夠滿足不同場(chǎng)景下的多樣化需求。區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)區(qū)塊鏈?zhǔn)怯蓞^(qū)塊有序鏈接起來形成的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),其中區(qū)塊是指數(shù)據(jù)的集合,相關(guān)信息和記錄都包括在里面,是形成區(qū)塊鏈的基本單元。區(qū)塊構(gòu)成區(qū)塊頭:鏈接到前面的區(qū)塊,為區(qū)塊鏈提供完整性區(qū)塊主體:記錄網(wǎng)絡(luò)中更新的數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò),沒有中心化的硬件和管理機(jī)構(gòu)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)地位對(duì)等,可作為客戶端和服務(wù)器,保存了整個(gè)區(qū)塊鏈中的全部數(shù)據(jù)信息。區(qū)塊鏈加密系統(tǒng)原理區(qū)塊鏈采用非對(duì)稱加密算法解決網(wǎng)絡(luò)之間用戶的信任問題。非對(duì)稱加密算法需要公開密鑰和私有密鑰兩個(gè)密鑰。如果用公開密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,只能用對(duì)應(yīng)的私有密鑰才能解密;如果用私有密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,只能用對(duì)應(yīng)的公開密鑰才能解密。密鑰分配每個(gè)參與的用戶都擁有專屬的公開密鑰和私有密鑰,公開密鑰公布給全網(wǎng)用戶,私有密鑰只有用戶本人掌握。信息加密用戶用私有密鑰加密信息,其他用戶用公開密鑰解密信息,全網(wǎng)用戶采用相同的加密和解密算法。數(shù)字簽名用戶可用私有密鑰在數(shù)據(jù)尾部進(jìn)行數(shù)字簽名,其他用戶通過公開密鑰解密可驗(yàn)證數(shù)據(jù)來源的真實(shí)性。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)模型合約層激勵(lì)層共識(shí)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)層區(qū)塊鏈基礎(chǔ)模型從下到上分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層和合約層。數(shù)據(jù)層包括數(shù)據(jù)區(qū)塊、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、哈希算法、梅克爾樹和時(shí)間戳技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)層包括組網(wǎng)方式、消息傳播協(xié)議和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制。共識(shí)層包括PoW、PoS和DPoS等共識(shí)機(jī)制。激勵(lì)層設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制與共識(shí)過程相集成。合約層是建立在數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)和共識(shí)層之上的商業(yè)邏輯和算法。區(qū)塊鏈在虛擬發(fā)電資源交易中的應(yīng)用區(qū)塊鏈能夠?yàn)樘摂M發(fā)電資源的交易提供成本低廉、公開透明的系統(tǒng)平臺(tái)?；趨^(qū)塊鏈系統(tǒng)建立虛擬發(fā)電廠信息平臺(tái)和虛擬發(fā)電資源市場(chǎng)交易平臺(tái),虛擬電廠與虛擬發(fā)電資源可以在信息平臺(tái)上進(jìn)行雙向選擇。智能合約當(dāng)虛擬發(fā)電資源確定加入某虛擬電廠時(shí),區(qū)塊鏈系統(tǒng)將為兩者之間達(dá)成的協(xié)議自動(dòng)生成智能合約,一旦條件達(dá)成自動(dòng)執(zhí)行。工作量認(rèn)證每個(gè)虛擬發(fā)電資源對(duì)整個(gè)能源系統(tǒng)的貢獻(xiàn)率即工作量大小的認(rèn)證是公開透明的,能夠進(jìn)行合理的計(jì)量和認(rèn)證。交易平臺(tái)虛擬電廠之間以及虛擬電廠和普通用戶之間的交易,可以智能合約的形式達(dá)成長(zhǎng)期購電協(xié)議,也可以在交易平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)時(shí)買賣。區(qū)塊鏈系統(tǒng)特點(diǎn)運(yùn)行生態(tài)化分布式信息系統(tǒng)與虛擬電廠中的虛擬發(fā)電資源相匹配,用戶自愿加入虛擬電廠系統(tǒng)平臺(tái)的維護(hù)工作,權(quán)利與義務(wù)對(duì)等,保證了系統(tǒng)平臺(tái)的去中心化屬性。工作量認(rèn)證公平化構(gòu)成虛擬電廠的各種資源對(duì)能源系統(tǒng)的貢獻(xiàn)大小即工作量能夠根據(jù)既定規(guī)則進(jìn)行公開公平的認(rèn)證,保障各參與者利益的合理分配。智能合約化虛擬電廠與分布式能源簽署有關(guān)利益分配的智能合約,一旦智能合約實(shí)現(xiàn)的條件達(dá)成,區(qū)塊鏈系統(tǒng)將自動(dòng)執(zhí)行合約,降低了信用成本。信息透明化虛擬發(fā)電資源在信息平臺(tái)上得到了公開市場(chǎng)信息,有利于分布式電源尋找條件最優(yōu)的虛擬電廠加入,促進(jìn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。區(qū)塊鏈存在的問題1安全問題基于PoW共識(shí)過程的區(qū)塊鏈面臨51%攻擊問題,節(jié)點(diǎn)通過掌握全網(wǎng)超過51%的算力就有能力成功篡改和偽造區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)?；赑oS共識(shí)過程引入了區(qū)塊分叉時(shí)的N@S攻擊問題。非對(duì)稱加密機(jī)制隨著量子計(jì)算機(jī)等新計(jì)算技術(shù)的發(fā)展而變得越來越脆弱。2效率問題日益增長(zhǎng)的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是區(qū)塊鏈將面臨的問題。比特幣區(qū)塊鏈目前每秒僅能處理7筆交易,交易效率問題限制了區(qū)塊鏈在大多數(shù)金融系統(tǒng)高頻交易場(chǎng)景中的應(yīng)用。3資源問題PoW共識(shí)過程高度依賴區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)算力,這些算力僅用于解決SHA256哈希和隨機(jī)數(shù)搜索,不產(chǎn)生