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【摘 要】区块链技术是电子信息技术的一大创新性突破，其最大特点是实现数据信息的分布存取，可以最大化提升数据安全性。目前各个领域和行业都进行了区块链技术的理论研究和应用实践，取得了一些较好成果，这也给电力行业的引入应用提供了相关参考。本文章通过研究区块链技术的概念和技术特点，分析区块链在电力行业中的应用前景，探讨其存在的应用问题，并提出对应的解决方法。以便于电力企业充分认识并利用区块链实现更好的经济和社会效益。
【关键词】区块链；电力行业；技术原理；应用前景
电力行业是支持国民经济发展的基础行业，是各个生产经营类企业，以及群众生活的资源供给者，具有覆盖范围广、产业链条长、建设投入大等特点，与国家、社会及人民生活切实相关。区块链技术在电力行业中也具有极其远大的应用前景，笔者就此进行以下分析。
（一）区块链技术概念
区块链（Block chain）技术指的是一种去中心化的分布式技术，也是一种无人信托平台，其最初是用于比特币的集体维护数据库技术。它在运行中可以无需多方互信，给予所有参与者更大自由度，实现最大化协作，可以生成一套记录完整、不可篡改、高安全级别的数据库，是一种新型的计算机技术应用模式。
（二）区块链技术的特点
第一，区块链的信息存储和安全级别非常高，它打破了互联网的单个中心结构，存在多主体的相互独立。第二，具有很高的开放性，区块链是一个分布式的共享数据资源库，系统内除私有信息被加密外其余信息所有人皆可访问，访问者可以通过公共接口进行数据查询开发利用，非常便捷。第三，降低了人为干预性，区块链支持端口访问连接，改变了以人为中心的网络状态，将信任交托于机器系统。[1]第四，信息不可篡改。区块链系统中利用各节点共同作用的模式，通过系统协议约束各节点工作秩序，各节点自由、独立又有机联系，其非对称加密技术能实现数据匿名交换，最大化保护数据隐私，处于加密状态下的数据信息不可任意访问和修改，只有获得大多数节点同意后才有权限操作。
（一）应用于参与全球能源供應
运用区块链技术可以在全网集中采集、存储各类发电和用电设备的数据信息，并对这些信息进行全程跟踪，实现能源及设备资源的全网统筹调配合理利用。区块链和能源联网都具有无中心和自治协同、公平开放的特点，内部管理机制的自由度较高。可利用区块链的可追踪、不可篡改等技术优势，提高电能资源的消纳凭证签发、交易等全过程的透明性和可控性；可以借助区块链的共识机制及智能合约，解决分布式电力交易中由于交易各方信息不对称而产生的信任壁垒，可优化电能市场环境，打通电能市场交易关节，确保电力资源的最优配置。[2]
（二）应用于支持电力支付结算
在电力行业中，电子支付系统以因特网为依托，将电费结算、电商销售等数据与各金融机构和第三方进行共享。当前，在我国无论是国网支付平台还是支付宝、微信等第三方支付系统，都需要依靠银行或清算中心的数据交互来实现价值转换，而这个数据量非常庞大，这就会加大电力企业的运营成本。在区块链技术支持下，交易双方可以跳过中间商点对点交易，可以有效降低以往中心化支付方式的系统风险，从而走出网络价值转移的限制。[3]比如基于区块链技术的国网“电e宝”支付平台，可以不经过任何中间机构的审核与背书，并且系统中的所有节点都可以在非信任环境下进行数据的安全交换，有助于解决供需双方或多方之间的互信问题。
（三）应用于电网运维辅助管理
在推进数据共享、业务流程优化、降本增效、提高协同率等方面，区块链技术也有着巨大的应用价值。电网中有众多的变电所和不同线路，这些变电所就像区块链中的节点，需要对其运行状态予以定期检查。电力企业一般需要派专业的技术维护人员进行定期故障检查和检修。在线路检修业务中利用区块链技术，以少量的人力对全线路进行远程查看和监控，并将相关数据信息上传到管理系统平台，可以减少重复性劳动，提高电力设施设备及线路的检修效率，降低运维成本，实现更好效益。
（一）机制复杂，响应迟缓
基于比特币的虚拟性而设计产生的区块链技术，其应用场景中的对象都是陌生和不确定主体，为确保运行环境的安全性，其内部的共识机制极其复杂，以保证大量非信任节点能够达成一致协议，确保网络能够正常运行。但是，这将严重限制区块链出块的速度，很难适应电力系统对实时供应和交易的现实要求。
（二）合约漏洞，增大风险
区块链的智能合约可以大大提高其可扩展性，同时也适用于电力系统丰富的业务需求。虽然智能合约写入链中可以有效防止合同的被篡改，但是也给合约的主动修改和更新带来更大障碍，尤其是当智能合约代码出现写入错误时，会在各节点中留下很多漏洞，从而威胁到整个电力运营系统的安全性。
（三）要求过高，成本加重
区块链的运行要求各节点要具有存储分布式账本和生成、校验块的能力，同时也要求节点之间通过通讯线路实现节点的双向连接。但是，目前电力系统内的通信网络仅在相邻层面上的设备存在连接关系，且底层设备并非都具有可扩展性，这就会影响系统性能，但如果进行整体改造升级，则成本耗费巨大，也会造成资源的严重浪费。
（一）优化搭建方式，提升响应速度
针对电网内部间通信线路的封闭问题，需要对搭链方式进行创新，如使用联盟链或私有链的方式建立区块链，依托具有较强算力的计算设备作为关键支撑，其他节点进行同步备份账本信息。这种设置虽然对系统的去中心化程度和安全性有一定的影响，但是可以大幅度提升运行效率。
（二）实施前端测试，防控合约漏洞
解决合约漏洞的最佳方案是在部署到链上之前就进行全面测试，以防止后续错误和损失。如果无法保证合约的正确性，担心不能满足实际运行要求，也可以在合约中增加外部调用接口，虽然这种设计人为留下了一个后门，对合约的可信度会有所影响，但对电网企业而言具有较高的信用担保能力，所以利大于弊。
（三）引入侧链技术，控制建设成本
为降低建设成本，可以通过减少各相邻节点的连接点数的方法来控制总线数量；对于全网节点共同认证有特殊要求的，可以采用节点中继形式，某个节点在接收和验证信息后同时向下层节点转发；可以按需设置多个中心节点或局部中心节点，共同分担区块链的维护压力。为了解决存储空间要求较高的问题，可以制定内存释放方案，定期对账本进行备份，清除过多的冗余信息。
区块链被称为既电子计算机与互联网之后的第三大人类社会重要发明，也是时下数字虚拟货币的核心支撑技术。区块链具有去中心、可追溯、防篡改的鲜明技术特性，可以解决互联网的无序化、风险性等固有问题，适用于能源、交通运输、金融服务、医疗、电子商务等各行各业。区块链技术对支持和优化电力行业中的电力供应、支付结算以及运维管理等都具有较大意义，其应用前景非常广阔，虽然目前仍存在一些不足，但只要通过不断技术创新，必将促进电力行业的可持续性发展。
参考文献：
[1]袁勇，王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报，2016（04）：481-494.
[2]任哲，胡伟洁.区块链技术与支付体系变革[J].中国金融，2016（14）：90-91.
[3]王蓓蓓，李雅超，赵盛楠，等.基于区块链的分布式能源交易关键技术[J].电力系统自动化2019（14）：53-64.
【关键词】区块链；电力行业；技术原理；应用前景
电力行业是支持国民经济发展的基础行业，是各个生产经营类企业，以及群众生活的资源供给者，具有覆盖范围广、产业链条长、建设投入大等特点，与国家、社会及人民生活切实相关。区块链技术在电力行业中也具有极其远大的应用前景，笔者就此进行以下分析。
一、区块链技术总概
（一）区块链技术概念
区块链（Block chain）技术指的是一种去中心化的分布式技术，也是一种无人信托平台，其最初是用于比特币的集体维护数据库技术。它在运行中可以无需多方互信，给予所有参与者更大自由度，实现最大化协作，可以生成一套记录完整、不可篡改、高安全级别的数据库，是一种新型的计算机技术应用模式。
（二）区块链技术的特点
第一，区块链的信息存储和安全级别非常高，它打破了互联网的单个中心结构，存在多主体的相互独立。第二，具有很高的开放性，区块链是一个分布式的共享数据资源库，系统内除私有信息被加密外其余信息所有人皆可访问，访问者可以通过公共接口进行数据查询开发利用，非常便捷。第三，降低了人为干预性，区块链支持端口访问连接，改变了以人为中心的网络状态，将信任交托于机器系统。[1]第四，信息不可篡改。区块链系统中利用各节点共同作用的模式，通过系统协议约束各节点工作秩序，各节点自由、独立又有机联系，其非对称加密技术能实现数据匿名交换，最大化保护数据隐私，处于加密状态下的数据信息不可任意访问和修改，只有获得大多数节点同意后才有权限操作。
二、区块链技术在电力行业中的应用前景
（一）应用于参与全球能源供應
运用区块链技术可以在全网集中采集、存储各类发电和用电设备的数据信息，并对这些信息进行全程跟踪，实现能源及设备资源的全网统筹调配合理利用。区块链和能源联网都具有无中心和自治协同、公平开放的特点，内部管理机制的自由度较高。可利用区块链的可追踪、不可篡改等技术优势，提高电能资源的消纳凭证签发、交易等全过程的透明性和可控性；可以借助区块链的共识机制及智能合约，解决分布式电力交易中由于交易各方信息不对称而产生的信任壁垒，可优化电能市场环境，打通电能市场交易关节，确保电力资源的最优配置。[2]
（二）应用于支持电力支付结算
在电力行业中，电子支付系统以因特网为依托，将电费结算、电商销售等数据与各金融机构和第三方进行共享。当前，在我国无论是国网支付平台还是支付宝、微信等第三方支付系统，都需要依靠银行或清算中心的数据交互来实现价值转换，而这个数据量非常庞大，这就会加大电力企业的运营成本。在区块链技术支持下，交易双方可以跳过中间商点对点交易，可以有效降低以往中心化支付方式的系统风险，从而走出网络价值转移的限制。[3]比如基于区块链技术的国网“电e宝”支付平台，可以不经过任何中间机构的审核与背书，并且系统中的所有节点都可以在非信任环境下进行数据的安全交换，有助于解决供需双方或多方之间的互信问题。
（三）应用于电网运维辅助管理
在推进数据共享、业务流程优化、降本增效、提高协同率等方面，区块链技术也有着巨大的应用价值。电网中有众多的变电所和不同线路，这些变电所就像区块链中的节点，需要对其运行状态予以定期检查。电力企业一般需要派专业的技术维护人员进行定期故障检查和检修。在线路检修业务中利用区块链技术，以少量的人力对全线路进行远程查看和监控，并将相关数据信息上传到管理系统平台，可以减少重复性劳动，提高电力设施设备及线路的检修效率，降低运维成本，实现更好效益。
三、区块链技术在电力行业中的应用问题
（一）机制复杂，响应迟缓
基于比特币的虚拟性而设计产生的区块链技术，其应用场景中的对象都是陌生和不确定主体，为确保运行环境的安全性，其内部的共识机制极其复杂，以保证大量非信任节点能够达成一致协议，确保网络能够正常运行。但是，这将严重限制区块链出块的速度，很难适应电力系统对实时供应和交易的现实要求。
（二）合约漏洞，增大风险
区块链的智能合约可以大大提高其可扩展性，同时也适用于电力系统丰富的业务需求。虽然智能合约写入链中可以有效防止合同的被篡改，但是也给合约的主动修改和更新带来更大障碍，尤其是当智能合约代码出现写入错误时，会在各节点中留下很多漏洞，从而威胁到整个电力运营系统的安全性。
（三）要求过高，成本加重
区块链的运行要求各节点要具有存储分布式账本和生成、校验块的能力，同时也要求节点之间通过通讯线路实现节点的双向连接。但是，目前电力系统内的通信网络仅在相邻层面上的设备存在连接关系，且底层设备并非都具有可扩展性，这就会影响系统性能，但如果进行整体改造升级，则成本耗费巨大，也会造成资源的严重浪费。
四、区块链技术在电力行业中应用问题的解决方法
（一）优化搭建方式，提升响应速度
针对电网内部间通信线路的封闭问题，需要对搭链方式进行创新，如使用联盟链或私有链的方式建立区块链，依托具有较强算力的计算设备作为关键支撑，其他节点进行同步备份账本信息。这种设置虽然对系统的去中心化程度和安全性有一定的影响，但是可以大幅度提升运行效率。
（二）实施前端测试，防控合约漏洞
解决合约漏洞的最佳方案是在部署到链上之前就进行全面测试，以防止后续错误和损失。如果无法保证合约的正确性，担心不能满足实际运行要求，也可以在合约中增加外部调用接口，虽然这种设计人为留下了一个后门，对合约的可信度会有所影响，但对电网企业而言具有较高的信用担保能力，所以利大于弊。
（三）引入侧链技术，控制建设成本
为降低建设成本，可以通过减少各相邻节点的连接点数的方法来控制总线数量；对于全网节点共同认证有特殊要求的，可以采用节点中继形式，某个节点在接收和验证信息后同时向下层节点转发；可以按需设置多个中心节点或局部中心节点，共同分担区块链的维护压力。为了解决存储空间要求较高的问题，可以制定内存释放方案，定期对账本进行备份，清除过多的冗余信息。
五、结语
区块链被称为既电子计算机与互联网之后的第三大人类社会重要发明，也是时下数字虚拟货币的核心支撑技术。区块链具有去中心、可追溯、防篡改的鲜明技术特性，可以解决互联网的无序化、风险性等固有问题，适用于能源、交通运输、金融服务、医疗、电子商务等各行各业。区块链技术对支持和优化电力行业中的电力供应、支付结算以及运维管理等都具有较大意义，其应用前景非常广阔，虽然目前仍存在一些不足，但只要通过不断技术创新，必将促进电力行业的可持续性发展。
参考文献：
[1]袁勇，王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报，2016（04）：481-494.
[2]任哲，胡伟洁.区块链技术与支付体系变革[J].中国金融，2016（14）：90-91.
[3]王蓓蓓，李雅超，赵盛楠，等.基于区块链的分布式能源交易关键技术[J].电力系统自动化2019（14）：53-64.