基于区块链技术的绿电力证书核发认购方法和系统

本发明涉及绿电力证书核发与认购领域，特别是涉及了一种基于区块链技术的 绿电力证书核发认购方法和系统。

2017年2月3日，国家发改委、财政部和能源局联合发布《关于试行可再生能源绿 电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》；为引导全社会绿消费，促进清洁能源消纳利 用，进一步完善风电、光伏发电的补贴机制，拟在全国范围内试行可再生能源绿电力证书 核发和自愿认购。通知要求：根据市场认购情况，自2018年起适时启动可再生能源电力配额 考核和绿电力证书强制约束交易。

我国的“绿电力证书”是指国家可再生能源信息管理中心依据可再生能源发电 上网电量(1个证书对应1MWh可再生能源发电上网电量)向符合资格的可再生能源发电企业 颁发的具有唯一代码标识的电子凭证。认购方购买绿电力证书后，不得再次转售。可再生 能源发电企业出售绿电力证书后，证书相应的上网电量不再享受国家可再生能源电价附 加资金的补贴。

目前，美国、德国、英国、法国等20多个国家已经实行了绿电力证书交易制度。美 国的可再生能源证书(Renewable Energy Certificates)有合规市场和自愿市场。合规市 场是依据可再生能源配额标准相关法律法规创建的，也叫配额制，存在于美国30多个州。自 愿市场是消费用户出于自身支持可再生能源使用的意愿而去购买可可再生能源证书的市 场。国际上的成功经验表明，推行绿电力证书交易制度，通过市场化的方式，给予生产绿 电力的发电企业必要的经济补偿，有助于推动可再生能源产业的发展。

区块链技术起源于化名为“中本聪”的学者在2008年发表的奠基性论文《比特币: 一种点对点电子现金系统》。区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分 布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利 用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与 计算范式。

在区块链技术中，一定时间间隔内的多笔交易的交易信息被打包成区块，而区块 则被按时间顺序连接成链，从而形成了区块链。区块链技术中目前常用的共识机制主要有 PoW(Proof of Work)、PoS(Proof of Stake)、DPoS(Delegated Proof of Stake)、PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance)。

本发明将区块链技术引入绿电力证书核发与认购领域，意在简化绿电力证书 核发与认购的中间环节，提高核发与认购的效率，利用区块链的存储数据不可篡改、高容错 等特性，保障绿电力证书核发与认购的过程中各参与主体的利益；利用分布式的数据存 储，维护绿电力证书核发与认购系统的信息安全。

本发明的目的在于维护绿电力证书核发与认购系统的信息安全，简化绿电力 证书核发与认购的中间环节，提高核发与认购的效率，保障绿电力证书核发与认购的过 程中各参与主体的利益。本发明采取的技术方案是：提供了一种基于区块链技术的绿电 力证书核发认购方法和系统。

一种基于区块链技术的绿电力证书核发认购方法包括以下步骤：

步骤一，由发电方终端中的计量模块计量发电方可再生能源上网电量。每当上网 电量增加1MWh时，发电方终端向系统运行管理机构的服务器发送绿电力证书申请。

步骤二，系统运行管理机构的服务器在收到发电方终端发送的绿电力证书申请 后，向提出申请的发电方终端发送授予发电方的绿电力证书的编码，发电方终端收到证 书编码并将其存储到终端的数据存储模块后，绿电力证书核发完成。

步骤三，获得绿电力证书的发电方和参与认购绿电力证书的认购方需要在发 电方/认购方终端上预先设置各自的交易触发条件，发电方/认购方终端的交易模块将此预 设的交易触发条件上传给系统运行管理机构的服务器。系统运行管理机构的服务器汇总系 统内所有发电方/认购方终端所上传的交易触发条件，进行撮合交易，按照价格优先、时间 优先原则确定每笔交易中双方的成交价格并生成每笔交易的交易信息。

步骤四，系统运行管理机构的服务器在生成每笔交易的交易信息后都需要根据预 定义的交易检查规则，对每笔交易进行检查。如果各项检查均通过，该笔绿电力证书交易 检查通过，服务器将该笔交易标记为合法交易。服务器将设定时间间隔内的通过检查的合 法交易的交易信息打包生成新区块，并在整个系统内广播新区块。若存在未能通过的检查 项目，则该笔绿电力证书交易检查不通过，服务器将该笔交易标记为违规交易。每笔交易 的交易信息和违规信息被存入系统运行管理机构的数据库。

步骤五，记录合法交易的交易信息的新区块被广播至全网后，系统内接入的每个 发电方/认购方终端在收到新区块，并根据设定的共识机制验证一致性后，将新区块串联至 区块链最长链的尾部。

作为优选，发电方需要先行注册，需提交的注册信息包括：发电项目名称、绿电 力品种、发电项目地址和发电项目装机容量。系统运行管理机构审核发电方是否具备申请 绿电力证书的资质。审核通过后，系统运行管理机构负责为发电项目安装发电方终端。绿 电力证书的认购方在参与绿电力证书交易前，需要在注册系统账户，并向系统账户内 存入交易所需的资金。

作为优选，所述发电方可指代的对象包括：符合绿电力证书申请条件的发电企 业和发电项目；所述认购方可指代的对象包括：政府机关、企事业单位和自然人。

作为优选，所述预设的交易触发条件包括：发电方/申购方自行设置的绿电力证 书的交易价格区间、交易数量和交易时间。

作为优选，所述预定义的交易检查规则包括：检查该笔交易所包含的绿电力证 书是否尚未被交易过、检查该笔交易所包含的绿电力证书的所有权是否属于该笔交易中 的发电方、检查该笔交易中认购方的系统账户的账户余额是否大于或等于完成本笔交易所 需支付的交易费用、检查交易内容是否符合绿电力证书交易的法规。

一种基于区块链技术的绿电力证书核发认购系统包括：

(1)发电方终端，包含：用于计量该发电项目可再生能源上网电量的计量模块；用 于绿电力证书交易的交易模块；用于处理新区块的区块处理模块；用于存储记录合法交 易的交易信息的区块链和计量模块测量数据的数据存储模块。

(2)系统运行管理机构的服务器，负责绿电力证书核发、绿电力证书撮合交 易、交易信息检查、标记合法/违规交易、将合法交易的交易信息打包生成新区块。

(3)系统运行管理机构的数据库，负责存储发电方和申购方的系统注册信息、违规 交易的交易信息和记录合法交易的交易信息的区块链。

(4)认购方终端，包含：用于绿电力证书交易的交易模块；用于处理新区块的区 块处理模块；用于存储记录合法交易的交易信息的区块链的数据存储模块。

作为优选，区块处理模块中可选择的设定的共识机制包括：PoW(Proof of Work)、 PoS(Proof of Stake)、DPoS(Delegated Proof of Stake)、PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)。

本绿电力证书核发与认购系统具备存储数据不可篡改、高容错的特性；其分布 式的数据存储有利于维护系统的信息安全，其存储数据不可篡改的特性有利于保障绿电 力证书核发与认购的过程中各参与主体的利益。应用本系统有助于简化绿电力证书核发 与认购的中间环节，提高核发与认购的效率，维护绿电力证书核发与认购过程的公平、公 正、公开，对促进清洁能源产业的可持续发展具有积极意义。

图1是本发明中基于区块链技术的绿电力证书核发认购系统的系统框架图。

图2是本发明中基于区块链技术的绿电力证书核发认购方法的流程示意图。

以下结合实施例及其系统框架图作进一步说明。

如图1所示，基于区块链技术的绿电力证书核发认购系统包括：

(1)发电方终端，包含：计量模块、交易模块、区块处理模块和数据存储模块；

(2)系统运行管理机构的服务器，负责绿电力证书核发、绿电力证书撮合交 易、交易信息检查、标记合法/违规交易、将合法交易的交易信息打包生成新区块；

(3)系统运行管理机构的数据库，负责存储发电方和申购方的系统注册信息、违规 交易的交易信息和记录合法交易的交易信息的区块链；

(4)认购方终端，包含：交易模块、区块处理模块和数据存储模块。

本发明的具体实施例如下：

发电方需要先行注册，需提交的注册信息包括：发电项目名称、绿电力品种、发 电项目地址和发电项目装机容量。系统运行管理机构依据国家有关规定审核发电方是否具 备申请绿电力证书的资质。审核通过后，系统运行管理机构负责为发电项目安装发电方 终端。绿电力证书的认购方在参与绿电力证书交易前，需要在注册系统账户，并向系统 账户内存入交易所需的资金。

一种基于区块链技术的绿电力证书核发认购方法包括以下步骤：

步骤一，由发电方终端中的计量模块计量发电方可再生能源上网电量。每当上网 电量增加1MWh时，发电方终端向系统运行管理机构的服务器发送绿电力证书申请。

步骤二，系统运行管理机构的服务器在收到发电方终端发送的绿电力证书申请 后，向提出申请的发电方终端发送授予发电方的绿电力证书的编码，发电方终端收到证 书编码并将其存储到终端的数据存储模块后，绿电力证书核发完成。

步骤三，获得绿电力证书的发电方和参与认购绿电力证书的认购方需要在发 电方/认购方终端上预先设置各自的交易触发条件，发电方/认购方终端的交易模块将此预 设的交易触发条件上传给系统运行管理机构的服务器。系统运行管理机构的服务器汇总系 统内所有发电方/认购方终端所上传的交易触发条件，进行撮合交易，按照价格优先、时间 优先原则确定每笔交易中双方的成交价格并生成每笔交易的交易信息。

步骤四，系统运行管理机构的服务器在生成每笔交易的交易信息后都需要根据预 定义的交易检查规则，对每笔交易进行检查。如果各项检查均通过，该笔绿电力证书交易 检查通过，服务器将该笔交易标记为合法交易。服务器将设定时间间隔内的合法交易的交 易信息打包生成新区块，并在整个系统内广播新区块。若存在未能通过的检查项目，则该笔 绿电力证书交易检查不通过，服务器将该笔交易标记为违规交易。每笔交易的交易信息 和违规信息被存入系统运行管理机构的数据库。

步骤五，记录合法交易的交易信息的新区块被广播至全网后，系统内接入的每个 发电方/认购方终端在收到新区块，并根据设定的共识机制验证一致性后，将新区块串联至 区块链最长链的尾部。

本绿电力证书核发与认购系统具备存储数据不可篡改、高容错的特性；其分布 式的数据存储有利于维护系统的信息安全，其存储数据不可篡改的特性有利于保障绿电 力证书核发与认购的过程中各参与主体的利益。应用本系统有助于简化绿电力证书核发 与认购的中间环节，提高核发与认购的效率，维护绿电力证书核发与认购过程的公平、公 正、公开，对促进清洁能源产业的可持续发展具有积极意义。

以上所述的实施例只是本发明的一种实施方案，并非对本发明作任何形式上的限 制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体和改型。