区块链在电力交易清分结算的应用-第2页-北极星售电网

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四、区块链清分结算体系实现路径

以现货交易清分结算业务为例，其在区块链处理的流程大致分为四个阶段：分别是上链前处理、链上处理、智能合约处理和电费结算结果导出，数据上链处理过程如下图：

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图6：清分结算数据上链过程（参考《深入浅出：一条数据是如何完成上链的》）

1、上链前处理

首先，各业务部门收集各自负责的清分结算数据，然后根据区块链“区块”的结构打包成区块，在数据区块中，每一个区块由区块头和区块体组成，区块头封装了当前版本号、前一区块地址、时间戳、随机数、当前区块的目标哈希值、Merkel树根值等信息，区块体的内容是该区块的交易信息，包括交易数量和交易数据。通过在区块头记录前一区块的哈希和目标区块的哈希值，这样修改链上的任何一个区块的内容会后面区块的前一区块哈希和修改后的哈希不同，这样区块就具有了防篡改的特性。

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图7：区块结构

2、上链处理

处理完成的结算数据发送到区块链节点后，就形成了一笔区块链交易并进入上链处理的阶段，链上处理主要是通过共识算法驱动各方验证新区块里的清分结算数据，共识的主要目的就是以约定的方式生成能够被大部分节点认可的区块，共识阶段完成后，各节点的区块保持一致，此时的清分结算数据是获得每个节点承认且可追溯的数据了。

3、智能合约处理

上链处理完成后，清分结算数据已经记录在链上了，还需要通过智能合约处理才能生成电费结算结果，智能合约处理包括合约逻辑处理和修改状态梅克尔树。

1）合约逻辑处理，智能合约是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易。这些交易可追踪且不可逆转。基于智能合约建设日清分、月结算应用功能，依托智能合约的特性，按照现货交结算规则对智能合约进行编程处理，只要各业务部门提供的结算数据都满足智能合约代码要求，日清月结结果就会自动生成，处理完后的电费结算结果会写入合约的状态数据库，这个数据库除了最新状态也会包含历史状态，方便追溯和查询。

2）修改Merkel树，智能合约的逻辑处理完成后，需要修改Merkle树， Merkel树中，将每一笔清分结算数据的哈希值两两进行哈希运算，最终得到一个哈希根值（多次哈希运算最终得到一个哈希值，加上哈希运算的特性，保证清分结算数据不会重复和不可伪造）保存在区块头中，而Merkel树本身属于区块体(如图7)。

4、电费结算结果导出

在经过智能合约处理之后，电费结算结果已经生成了，由于区块链底层平台采用“Key-Value”的存储结构，其优势是读写效率极高，但难以支持复杂查询，另外，复杂查询统计需求是在电费结算结果生成后进行，并不需要进行多方共识，所以我们将电费结果数据完整地从链上导出，写入链外的关系型数据库（如MySQL），构建链上数据的“镜像”，然后基于关系型数据库灵活应对各类查询统计应用需求。通过区块链建设清分结算体系，大大减少了业务流程环节，减少了系统集成的复杂度，提升了业务效率，更能适应市场化现货结算规则复杂、结算频次高的应用场景，对比传统清分结算过程，带来的变化如下：

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图8：“上链”带来的变化

【结语】本文对电力现货市场清分结算业务场景的区块链实践进行了探索，虽然区块链技术能确保清分结算数据“链上”的信息不被篡改，保证这部分内容的可信度，然而，区块链难以独立解决清分结算数据上链之前源头数据的可信度问题，所以我们要清醒的认识到区块链不是万能的，在很多场景下单靠区块链这一项技术来解决也是不够的，这需要物联网和其他技术共同协作，更加可靠完善的电力交易场景的解决方案还需要我们继续探索、尝试。

【参考资料】1、《深入浅出：一条数据是如何完成上链的》https://mp.weixin.qq.com/s/XsyzGud5T73SapdoG4j8Hg2、《电力市场基本原理》，清华大学电机系

原标题：区块链在电力交易清分结算的应用

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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