随着电力系统的发展和革新,越来越多的分布式能源主体加入到电力市场竞争中来,分布式能源主体在配电网中的角色功能不再单一,传统的电力生产者和电力消费者之间的界限逐渐模糊,生产和消费功能趋于融合,分布式能源主体将以能源产消者的新身份成为电力系统的重要组成部分,这给电力系统带来了新的挑战。从市场交易层面看,传统的电力交易模式以大用户和发电厂之间的中长期合约为主,而能源产消者的出力具有随机性,并且能源产消者之间的交易具有高频小额的特点,这会放大中心化交易模式交易成本高、交易速度慢和市场信息不透明等缺点;从平台服务层面看,一方面,数据的中心化存储具有很大的安全隐患,数据面临着被窃取、篡改或丢失的风险,另一方面,中心化交易模式会导致用户信息不对称,从而打击部分市场参与者的积极性。区块链的技术特点使得其成为交易应用的有力助手,能够为能源产消者提供可信任、可交互且成本较低的交易手段。首先,区块链中所有的交易由所有见证人节点共同查验,实现了无第三方信任背书情况下的可靠交易,降低了交易成本;其次,区块链中每一个出块节点都存储着系统中的所有信息,所有的交易数据可以被追溯并且无法被篡改,保证了交易数据的安全性和可靠性;最后,区块链技术为去中心化应用提供了构筑条件,为区块链技术与移动互联网的融合打下了基础,使得区块链技术可以应用到能源系统的各个层面。针对区块链技术在能源交易中的应用,本文设计了基于石墨烯区块链的能源交易系统,构建了交易层、用户层和物理层三层体系,并对交易层和用户层做了详尽的设计工作,而物理层则采用成熟的能量管理系统。在交易层中,针对能源产消者之间形成的交易具有高频小额的特点,设计了需求提交、交易撮合和交易执行的三阶段交易模型,交易撮合阶段中依据“价高者得”和“最大化利用”的原则,制定了匹配和清算两种撮合方式,以达成多方满意的交易结果;针对传统的委托权益共识机制中存在的投票节点的投票积极性不高和恶意见证人节点剔除不及时的缺点,引入公平分配、信用奖惩和快速替换三种手段进行改进,通过沙普利值的计算来分配出块奖励,使得受益群体最大化,促使节点审慎投票,通过信用分数来量化各节点的工作状态和各种行为对系统的影响,为投票节点提供了有效参考,降低了不良节点当选出块节点的可能性,最后通过快速剔除恶意见证人节点的手段,保障了系统的运行稳定性和数据安全性。在用户层中,设计了可视化终端系统,实现了登陆注册、购电售电和用户管理三大模块,为用户提供了方便快捷的可视化操作界面;设计了具有“代理人”角色的后端服务系统,为链上数据和链下数据的交互提供了桥梁;设计并部署了交易智能合约,实现交易模型的合约化和交易进程的自动化。最后,通过系统运行测试,证明了石墨烯能源区块链系统兼具高效性和安全性。