本发明涉及绿电交易，特别是涉及一种分布式绿电交易轻量级共识方法、系统、计算机设备及存储介质。
背景技术：
1、随着新能源大规模入市，具有参与者众多、单笔交易量小等特点的分布式绿色电力交易模式逐步成为一种发展趋势，分布式新能源自由交易将成为可能，安全稳定运营需求日益增强，电力市场作为发挥市场配置资源作用的重要纽带平台，保障电力交易可信高效开展意义重大。区块链因其具有多方共识、公开透明、不可篡改、可追溯等特点，而天然适用于电力交易、分布式绿电交易等规则强依赖场景，能够形成以消费者为中心、支持生产者参与、保障组织者可信监管的交易模式，进一步提升电力交易的灵活性、增强电力交易市场的整体效率。
2、然而，目前基于区块链的分布式绿色电力交易方法、理论等还未完善使得电力市场面临新的交易风险，其可信高效运行也存在着如下需求：一是更加开放的市场环境、更加复杂的数据交互、更加频繁的恶意攻击，导致分布式绿电用户之间难以建立信任关系、可信交易达成困难，亟需开展电力市场用户交易信用评估技术研究；二是交易业务涵盖海量主体，数据存储压力较大，而且系统中部分节点因资源优势会获得较大权限，容易出现寡头垄断格局，不利于市场公平稳定运行，亟需开展适应于局域管理的更加公平可靠的轻量级数据存证技术研究，降低市场运作成本和提高市场运行公平性；三是电力交易要求参与主体及时达成订单签订，亟需开展面向低通信开销的多主体共识技术研究，提高交易效率。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种分布式绿电交易轻量级共识方法，通过综合分析分布式绿电交易影响因素建立交易主体信誉评估指标体系用于进行交易主体可靠信誉评估，并结合信誉评估结果设计的支持多业务域交互的轻量级共识存证机制，解决现有绿电交易场景海量参与主体难以在低通信成本下可信共识与高效自治运行的应用缺陷，不仅能有效提高市场参与主体的积极性，降低单节点信息存储冗余风险，提升业务执行效率和区块链网络运行性能，而且能有效降低用户欺诈和恶意违约行为风险，进而为分布式绿电交易可信高效运行提供可靠支撑。
2、为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供一种分布式绿电交易轻量级共识方法、系统、计算机设备及存储介质。
3、第一方面，本发明实施例提供了一种分布式绿电交易轻量级共识方法，应用于绿电交易区块链网络，所述绿电交易区块链网络包括第一层区块链和第二层区块链；所述第一层区块链的节点包括电力交易服务机构；所述第二层区块链的节点包括交易主体；所述方法包括以下步骤：
4、预先由所述第一层区块链的主节点基于预设交易主体信誉评估指标体系生成所述第二层区块链的区域维护者列表，并根据所述区域维护者列表，生成动态业务域和对应的业务域信息清单；所述区域维护者列表包括甲类区域维护者和乙类区域维护者；所述动态业务域与所述乙类区域维护者一一对应；
5、响应于各个交易主体的交易业务请求，由对应动态业务域的乙类区域维护者执行域内共识，并在通过域内共识后，根据所述业务域信息清单，将对应的业务信息发送至目标业务域，以及将接收到的目标业务域返回信息在区域维护者列表成员内进行全局共识且通过后，将对应的交易执行结果进行域内广播。
6、进一步地，所述预设交易主体信誉评估指标体系包括市场交易数据指标和系统评优指标；所述市场交易数据指标包括交易频率、欠款情况、合同履约率、弃电率、故障次数和恶意行为发生情况；
7、所述预先由所述第一层区块链的主节点基于预设交易主体信誉评估指标体系生成所述第二层区块链的区域维护者列表的步骤包括：
8、根据所述预设交易主体信誉评估指标体系，获取所述第二层区块链内各个交易主体的市场交易数据和系统评优值；
9、根据各个交易主体的市场交易数据和对应系统评优值，得到对应的主体信誉值；
10、将所述主体信誉值大于预设信誉基值的交易主体按照对应主体信誉值的大小进行降序排列和编号，得到多个乙类区域维护者；
11、将所述第一层区块链内所有电力交易服务机构作为甲类区域维护者，并将所有甲类区域维护者和所有乙类区域维护者进行汇总，得到所述区域维护者列表。
12、进一步地，所述主体信誉值表示为：
13、
14、式中，
15、
16、其中，表示第i个交易主体的主体信誉值；表示恶意行为发生情况，存在恶意行为时为0，不存在恶意行为时为1；表示第i个交易主体的初始信誉值；、、、、和分别表示第i个交易主体的交易频率、欠款情况、合同履约率、弃电率、故障次数和系统评优值；表示第i个交易主体的总交易量；表示当前系统总交易量；、、、、和分别表示第i个交易主体入市后的催缴欠款事件总数、累计签订合同总数、合同履约偏差总次数、累计签订合同电量、累加发电总量和累计故障事件总数；表示第x个交易主体推荐第i个交易主体的情况，不推荐时为0，推荐时为1；、和分别表示对应各分量的权重。
17、进一步地，所述交易主体的属性包括省内交易所属地市、省内关联地市历史交易频次、省间交易关联省份、省间交易关联省份历史交易频次和所属业务域号；
18、所述根据所述区域维护者列表，生成动态业务域和对应的业务域信息清单的步骤包括：
19、根据各个交易主体的省内关联地市历史交易频次和省间交易关联省份历史交易频次的大小关系，得到对应的市场主要参与方式；所述市场主要参与方式为省内交易和省间交易中的一种；
20、以所述区域维护者列表中的乙类区域维护者为中心，按照预设业务辨识分组规则，分别对市场主要参与方式为省内交易和省间交易的交易主体进行业务域划分，得到对应的省内业务域和省间业务域；所述预设业务辨识分组规则包括将省内交易所属地市相同或省间交易关联省份相同的交易主体划为同一业务域；
21、获取包含多个乙类区域维护者的省内业务域和省间业务域作为待分割业务域，并将各个待分割业务域按照预设业务域细分规则进行分割，得到多个动态业务域；所述预设业务域细分规则为以所述待分割业务域内各个乙类区域维护者为聚类中心，基于物理距离对所述待分割业务域内各个交易主体进行聚类分析；
22、根据各个动态业务域内乙类区域维护者的编号，对同域内所有交易主体的所属业务域号进行统一更新，并生成业务域信息清单广播至全网；所述业务域信息清单包括所有动态业务域的业务域信息；所述业务域信息包括业务域号、乙类区域维护者和成员组成情况。
23、进一步地，所述执行域内共识的步骤包括：
24、实时监测各个动态业务域内的乙类区域维护者是否故障，并在确认故障时，由所述甲类区域维护者的主节点禁用对应的乙类区域维护者，并在重新选取新乙类区域维护者后，将对应的维护者变更信息进行域内广播共识，以及将本地存储的业务域信息清单更新后进行全网广播共识；所述新乙类区域维护者为对应动态业务域内除乙类区域维护者之外主体信誉值最高的交易主体。
25、进一步地，所述根据所述业务域信息清单，将对应的业务信息发送至目标业务域的步骤包括：
26、判断所述业务信息是否为跨域交易信息，若是，则由预先部署的跨域交易监管合约判断当前系统跨域交易数目是否达到跨域转发阈值，并在判定达到时，直接将验证通过的交易信息根据对应交易业务请求的提出时间和目的ip地址并行转送至所述目标业务域。
27、进一步地，所述方法还包括：
28、根据预先部署于所述第一层区域链的维护者更新合约，实时监测预设更新触发条件，并在判定满足所述预设更新触发条件时，由所述第一层区块链的主节点基于所述预设交易主体信誉评估指标体系重新生成所述第二层区块链的区域维护者列表。
29、第二方面，本发明实施例提供了一种分布式绿电交易轻量级共识系统，应用于绿电交易区块链网络，所述绿电交易区块链网络包括第一层区块链和第二层区块链；所述第一层区块链的节点包括电力交易服务机构；所述第二层区块链的节点包括交易主体；所述系统包括：
30、业务域划分模块，用于预先由所述第一层区块链的主节点基于预设交易主体信誉评估指标体系生成所述第二层区块链的区域维护者列表，并根据所述区域维护者列表，生成动态业务域和对应的业务域信息清单；所述区域维护者列表包括甲类区域维护者和乙类区域维护者；所述动态业务域与所述乙类区域维护者一一对应；
31、交易共识模块，用于响应于各个交易主体的交易业务请求，由对应动态业务域的乙类区域维护者执行域内共识，并在通过域内共识后，根据所述业务域信息清单，将对应的业务信息发送至目标业务域，以及将接收到的目标业务域返回信息在区域维护者列表成员内进行全局共识且通过后，将对应的交易执行结果进行域内广播。
32、进一步地，所述预设交易主体信誉评估指标体系包括市场交易数据指标和系统评优指标；所述市场交易数据指标包括交易频率、欠款情况、合同履约率、弃电率、故障次数和恶意行为发生情况；所述区域维护者列表还包括甲类区域维护者；
33、所述业务域划分模块包括指标计算模块、信誉值计算模块、维护者筛选模块和列表生成模块；
34、所述指标计算模块，用于根据所述预设交易主体信誉评估指标体系，获取所述第二层区块链内各个交易主体的市场交易数据和系统评优值；
35、所述信誉值计算模块，用于根据各个交易主体的市场交易数据和对应系统评优值，得到对应的主体信誉值；
36、所述维护者筛选模块，用于将所述主体信誉值大于预设信誉基值的交易主体按照对应主体信誉值的大小进行降序排列和编号，得到多个乙类区域维护者；
37、所述列表生成模块，用于将所述第一层区块链内所有电力交易服务机构作为甲类区域维护者，并将所有甲类区域维护者和所有乙类区域维护者进行汇总，得到所述区域维护者列表。
38、进一步地，所述主体信誉值表示为：
39、
40、式中，
41、
42、其中，表示第i个交易主体的主体信誉值；表示恶意行为发生情况，存在恶意行为时为0，不存在恶意行为时为1；表示第i个交易主体的初始信誉值；、、、、和分别表示第i个交易主体的交易频率、欠款情况、合同履约率、弃电率、故障次数和系统评优值；表示第i个交易主体的总交易量；表示当前系统总交易量；、、、、和分别表示第i个交易主体入市后的催缴欠款事件总数、累计签订合同总数、合同履约偏差总次数、累计签订合同电量、累加发电总量和累计故障事件总数；表示第x个交易主体推荐第i个交易主体的情况；、和分别表示对应各分量的权重。
43、进一步地，所述交易主体的属性包括省内交易所属地市、省内关联地市历史交易频次、省间交易关联省份、省间交易关联省份历史交易频次和所属业务域号；
44、所述业务域划分模块还包括参与方式获取模块、业务域划分模块、业务域分割模块和业务域广播模块；
45、所述参与方式获取模块，用于根据各个交易主体的省内关联地市历史交易频次和省间交易关联省份历史交易频次的大小关系，得到对应的市场主要参与方式；所述市场主要参与方式为省内交易和省间交易中的一种；
46、业务域划分模块，用于以所述区域维护者列表中的乙类区域维护者为中心，按照预设业务辨识分组规则，分别对市场主要参与方式为省内交易和省间交易的交易主体进行业务域划分，得到对应的省内业务域和省间业务域；所述预设业务辨识分组规则包括将省内交易所属地市相同或省间交易关联省份相同的交易主体划为同一业务域；
47、业务域分割模块，用于获取包含多个乙类区域维护者的省内业务域和省间业务域作为待分割业务域，并将各个待分割业务域按照预设业务域细分规则进行分割，得到多个动态业务域；所述预设业务域细分规则为以所述待分割业务域内各个乙类区域维护者为聚类中心，基于物理距离对所述待分割业务域内各个交易主体进行聚类分析；
48、业务域广播模块，用于根据各个动态业务域内乙类区域维护者的编号，对同域内所有交易主体的所属业务域号进行统一更新，并生成业务域信息清单广播至全网；所述业务域信息清单包括所有动态业务域的业务域信息；所述业务域信息包括业务域号、乙类区域维护者和成员组成情况。
49、进一步地，所述区域维护者列表还包括甲类区域维护者；所述交易共识模块包括故障监测模块；
50、所述故障监测模块，用于实时监测各个动态业务域内的乙类区域维护者是否故障，并在确认故障时，由所述甲类区域维护者的主节点禁用对应的乙类区域维护者，并在重新选取新乙类区域维护者后，将对应的维护者变更信息进行域内广播共识，以及将本地存储的业务域信息清单更新后进行全网广播共识；所述新乙类区域维护者为对应动态业务域内除乙类区域维护者之外主体信誉值最高的交易主体。
51、进一步地，所述交易共识模块还包括业务转发模块；
52、所述业务转发模块，用于判断所述业务信息是否为跨域交易信息，若是，则由预先部署的跨域交易监管合约判断当前系统跨域交易数目是否达到跨域转发阈值，并在判定达到时，直接将验证通过的交易信息根据对应交易业务请求的提出时间和目的ip地址并行转送至所述目标业务域。
53、进一步地，所述系统还包括：
54、维护者更新模块，用于根据预先部署于所述第一层区域链的维护者更新合约，实时监测预设更新触发条件，并在判定满足所述预设更新触发条件时，由所述第一层区块链的主节点基于所述预设交易主体信誉评估指标体系重新生成所述第二层区块链的区域维护者列表。
55、第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
56、第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
57、上述本发明提供了一种分布式绿电交易轻量级共识方法、系统、计算机设备和存储介质，通过应用于包括由电力交易服务机构组成的第一层区块链和由交易主体组成的第二层区块链的绿电交易区块链网络的方法实现预先由第一层区块链的主节点基于预设交易主体信誉评估指标体系生成第二层区块链的包括甲类区域维护者和乙类区域维护者的区域维护者列表，并根据区域维护者列表生成与乙类区域维护者一一对应的动态业务域和业务域信息清单后，响应于各个交易主体的交易业务请求，由对应动态业务域的乙类区域维护者执行域内共识，并在通过域内共识后，根据业务域信息清单将对应的业务信息发送至目标业务域，以及将接收到的目标业务域返回信息在区域维护者列表成员内进行全局共识且通过后，将对应的交易执行结果进行域内广播的技术方案。与现有技术相比，该分布式绿电交易轻量级共识方法，能有效解决现有绿电交易场景海量参与主体难以在低通信成本下可信共识与自治运行的应用缺陷，不仅能有效提高市场参与主体的积极性，降低单节点信息存储冗余风险，提升业务执行效率和区块链网络运行性能，而且能有效降低用户欺诈和恶意违约行为风险，进而为分布式绿电交易可信高效运行提供可靠支撑。
1.一种分布式绿电交易轻量级共识方法，其特征在于，应用于绿电交易区块链网络，所述绿电交易区块链网络包括第一层区块链和第二层区块链；所述第一层区块链的节点包括电力交易服务机构；所述第二层区块链的节点包括交易主体；所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的分布式绿电交易轻量级共识方法，其特征在于，所述预设交易主体信誉评估指标体系包括市场交易数据指标和系统评优指标；所述市场交易数据指标包括交易频率、欠款情况、合同履约率、弃电率、故障次数和恶意行为发生情况；所述区域维护者列表还包括甲类区域维护者；
3.如权利要求2所述的分布式绿电交易轻量级共识方法，其特征在于，所述主体信誉值表示为：
4.如权利要求1所述的分布式绿电交易轻量级共识方法，其特征在于，所述交易主体的属性包括省内交易所属地市、省内关联地市历史交易频次、省间交易关联省份、省间交易关联省份历史交易频次和所属业务域号；
5.如权利要求1所述的分布式绿电交易轻量级共识方法，其特征在于，所述区域维护者列表还包括甲类区域维护者；所述执行域内共识的步骤包括：
6.如权利要求1所述的分布式绿电交易轻量级共识方法，其特征在于，所述根据所述业务域信息清单，将对应的业务信息发送至目标业务域的步骤包括：
7.如权利要求1所述的分布式绿电交易轻量级共识方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.一种分布式绿电交易轻量级共识系统，其特征在于，应用于绿电交易区块链网络，所述绿电交易区块链网络包括第一层区块链和第二层区块链；所述第一层区块链的节点包括电力交易服务机构；所述第二层区块链的节点包括交易主体；所述系统包括：
9.如权利要求8所述的分布式绿电交易轻量级共识系统，其特征在于，所述预设交易主体信誉评估指标体系包括市场交易数据指标和系统评优指标；所述市场交易数据指标包括交易频率、欠款情况、合同履约率、弃电率、故障次数和恶意行为发生情况；所述区域维护者列表还包括甲类区域维护者；
10.如权利要求9所述的分布式绿电交易轻量级共识系统，其特征在于，所述主体信誉值表示为：
11.如权利要求8所述的分布式绿电交易轻量级共识系统，其特征在于，所述交易主体的属性包括省内交易所属地市、省内关联地市历史交易频次、省间交易关联省份、省间交易关联省份历史交易频次和所属业务域号；
12.如权利要求8所述的分布式绿电交易轻量级共识系统，其特征在于，所述区域维护者列表还包括甲类区域维护者；所述交易共识模块包括故障监测模块；
13.如权利要求8所述的分布式绿电交易轻量级共识系统，其特征在于，所述交易共识模块还包括业务转发模块；
14.如权利要求8所述的分布式绿电交易轻量级共识系统，其特征在于，所述系统还包括：
15.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一所述方法的步骤。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一所述方法的步骤。
