第34卷第3期系统管理学报Vol.34 No.32025年5月Journal of Systems ManagementMay 2025文章编号：2097-4558(2025)03-0697-09基于多链式能源区块链的电力交易模型胡伟，夏雪，刘劲松(上海电力大学经济与管理学院，上海200090)【摘要】为解决单链电力交易中稳定性差、效率低下及产销用户信用评分不足等问题，提出基于多链式能源区块链的电力交易模型。通过资源链实现供需节点间的自适应寻租与匹配，完成资源的分散调度和管理：利用PBFT共识机制，在电能链上执行安全校核与一致协作，防止交易数据被任意篡改。此外，基于还款能力指数在交易链上建立P2P能源交互模型，通过公开透明的交易价格机制提升产销用户之问的信用度。实验结果表明，多链式能源区块链在保障交易结算公平性的同时，显著提升了能源利用率与交易可信度，为优化电力交易模型提供了理论支撑和决策支持。关键词：多链结构；区块链；电力交易；寻租匹配；P2P中图分类号：F213.9文献标志码：AD01:10.3969/j.issn2097-4558.2025.03.007Power Transaction Model Based on Multi-Chain Energy BlockchainHU Wei,XIA Xue,LIU Jinsong(School of Economics and Management,Shanghai University of Electric Power,Shanghai 200090,China)[Abstract]This paper proposes a power trading model based on a multi chain energy blockchain to addresskey challenges in traditional single chain power exchanges,such as limited stability,low efficiency,andcredit ratings for energy producers and sellers.To enhance trading efficiency,a resource chain isintroduced for adaptive rent-seeking and dynamic matching between supply and demand nodes,achievingdecentralized resource scheduling and management.The practical Byzantine fault tolerance (PBFT)consensus mechanism is adopted on the power chain to ensure secure verification and consistentcollaboration,effectively preventing unauthorized tampering of transaction data.Additionally,byincorporating a repayment capability index,a peer-to-peer (P2P)energy interaction model is established onthe trading chain,promoting transparent pricing and improving credit rating between producers andsellers.Experimental results show that the multi-chain energy blockchain not only ensures fairness intransaction settlements,but also effectively improves energy utilization efficiency and enhances thecredibility of transactions,providing theoretical and decision-making support for optimizing power tradingmodels.Keywords:multi-chain structure;blockchain;power transaction;rent-seeking matching;peer-to-peer(P2P)随着电力系统分布式能源的迅速发展，电力市场的参与者将生产与消费合二为一，导致分散资源的集中管理和集中资源的分散服务在能源交换中面收稿日期：2022-09-16修订日期：2023-11-18基金项目：国家社会科学基金资助项目(19BGL003)临诸多挑战。传统电力交易存在安全性不高、信用作者简介：胡伟(1979一)，男，博士后，教授。研究方向为能源等级较低及操作流程繁琐等问题)，因此建立安全电力优化决策、能源区块链与电力市场等。高效、寻租匹配的市场机制具有重要意义。E-mail:hwl8721348510@126.com区块链的核心技术包括共识机制、智能合约及698系统管理学报第34卷密码学原理。目前，众多学者聚焦于区块链技术及记录在后续区块的头部。区块链具有高度可靠性、其应用研究。Lu等回分析智能合约在电力市场交数据完整性、去中心化、无需第三方背书等特点，因易结算中的可行性，探讨了其关键技术的重点与难此能够实现任意节点间的信息传输和交易等功能。点，并给出针对性的解决方案。She等[)提出异构区块链可分为公有链、私有链和联盟链3种类分布式能源区块链的交易模型，旨在解决电力市场型（见图1）。公有链的系统全面开放，所有节点均的多能互补问题，提高交易的安全性。Zhang等)可参与交易，实现了完全去中心化；私有链的系统在微电网中构建基于联盟链的身份认证协议，并通完全封闭，仅限于电企内部或个人使用，未完全去中过安全证明和性能对比分析，验证了该交易方案具心化；联盟链的系统属于半开放结构，适用于微电网有极高的可靠性，且各节点消耗极小。平健等)在分内部及特定的第三方，且产销用户需获得权限许可布式能源交易市场中提出基于区块链技术的信用管证后方可参与交易]控策略，根据信用评价指标，使守信的交易主体获取更多利益。上述文献对单链式区块链的电力系统提供了有效的交易方案，但仍缺乏一种多功能协同运行、资源自适应寻租与匹配且安全性极高的交易方法。公有链多链式区块链能够计算电能资源供需节点间的自适应寻租与匹配结果，使交易价格更加透明：同时，其多链结构在安全校核和信用管理方面具有可行性与适用性。随着区块链承载的数字资产日益多联盟链样化，交易内容逐渐复杂化，单链式区块链面临新的图1区块链各类型示意图挑战[幻。以比特币为例的单链架构在性能、容量、隐Fig.1 Schematic diagram of various types of blockchain私性和可扩展性等方面存在瓶颈，面对多样化数字2多链式区块链资产时只能进行混合处理，数据吞吐量低下，难以支撑电力市场的多样化们。因此，必须突破区块链性2.1架构设计能约束，支持多样化数字资产的上链，确保分布式账单链式区块链的不对称系统和智能合约虽能保本的一致性。证数据的真实性和完整性，但其效率低下，且难以支基于以上考虑，本文提出了一种基于多链式能持多样化数字资产的并发处理，存在数据泄露隐患。源区块链的电力交易模型。首先，通过采用连续双因此，需构建高度适用的多链式区块链，其特征包括：向拍卖机制和资源链的协作一致性，该模型在整合去中心化、防止恶意攻击和篡改交易信息、分散资源分散资源和按需调度方面发挥重要作用，从而实现及自适应供需匹配。为满足电力交易系统对效用、可了分布式能源的最大化消纳；其次，引入PBFT共信度与安全性的要求，本文提出一种多链式电能交互识机制以规范电能链上的交易行为，有效提升交易系统，通过耦合资源链、电能链和交易链实现设计。数据的安全性和防篡改能力；最后，通过交易链、电随着计算机技术和分布式计算的飞速发展，以能链和资源链的三链耦合运行，构建了P2P能源交分散资源集中管理和集中资源分散服务为目标的资易模型，旨在优化产销用户之间的利益并提升各方源链已成为解决电力系统能源供需矛盾的关键，资信用评分。源区块链作为信息和电能的应用数据库，采用公有1区块链技术链结构。联盟式电能链根据PBFT共识机制生成数字签名，实现电力交易方案的一致协作、安全校区块链技术是一种新型的计算机应用形式，包核，以及电力交易数据的自我验证、传递与管理。考括分布式数据存储、点对点传输、共识机制和加密算虑到公有链不能保护产销用户信息的隐私，因此使法等。它被定义为一种由多节点集体维护且不可篡用私有链记录和存储产销用户的交易信息及监测还改的分布式总账本，具有诸多优势幻。作为底层分款能力指数。资源链、电能链和交易链耦合且独立散型技术，区块链与分布式经济系统高度兼容，是一运行，这种基于协同主体耦合机制、由各节点共同维种可编程的基础设施和计算范式。在区块链中，每护的多链式组织系统，使得电能交互具有更强的抗个区块都存储着前一区块的信息，并将自身的信息变性。