本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)，尤其是一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的深入推進(jìn)，電能表產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)集中式存儲(chǔ)面臨容量瓶頸、單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)和數(shù)據(jù)可信性問(wèn)題，而區(qū)塊鏈分布式存儲(chǔ)憑借其防篡改、可追溯和去中心化特性，為電能表數(shù)據(jù)管理提供了新的解決方案。電力區(qū)塊鏈的構(gòu)建對(duì)促進(jìn)電力市場(chǎng)交易透明化、提升電網(wǎng)調(diào)度智能化和保障數(shù)據(jù)安全可靠具有重要意義。特別是在智能微電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，基于區(qū)塊鏈的電能表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法能夠?qū)崿F(xiàn)多方參與的去中心化協(xié)作，為能源數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘和智能決策提供基礎(chǔ)設(shè)施支持，對(duì)推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)建設(shè)和電力系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有重要研究?jī)r(jià)值。

2、當(dāng)前，電能表數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈存儲(chǔ)研究主要集中在基礎(chǔ)共識(shí)機(jī)制和簡(jiǎn)單分片策略上。在共識(shí)機(jī)制方面，研究者多采用標(biāo)準(zhǔn)的pow(工作量證明)或pos(權(quán)益證明)算法，部分工作嘗試引入信譽(yù)機(jī)制或身份認(rèn)證增強(qiáng)安全性；在數(shù)據(jù)分片方面，主要采用基于哈希函數(shù)的隨機(jī)分片或簡(jiǎn)單的地理分區(qū)策略。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)上多采用統(tǒng)一存儲(chǔ)策略；驗(yàn)證機(jī)制上主要依賴通用密碼學(xué)驗(yàn)證。系統(tǒng)適應(yīng)性方面，多采用靜態(tài)配置參數(shù)，對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷變化的響應(yīng)能力有限。

3、總之，現(xiàn)有技術(shù)面臨兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：一方面，電力負(fù)荷波動(dòng)與共識(shí)效率關(guān)聯(lián)不足，傳統(tǒng)pos機(jī)制沒(méi)有考慮底層物理系統(tǒng)（如電網(wǎng)）的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致區(qū)塊鏈系統(tǒng)的資源分配與電網(wǎng)實(shí)際需求脫節(jié)，無(wú)法在電網(wǎng)負(fù)荷高峰或波動(dòng)劇烈時(shí)優(yōu)先保障關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理；另一方面，電表數(shù)據(jù)時(shí)空特性與分片策略匹配度低，電能表數(shù)據(jù)具有獨(dú)特的時(shí)空關(guān)聯(lián)性（相鄰電表和同類用戶的用電模式高度相似），而傳統(tǒng)基于哈希的隨機(jī)分片策略將相關(guān)數(shù)據(jù)分散到不同分片，增加了跨分片查詢開(kāi)銷，降低了系統(tǒng)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：提供一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，以期能夠解決上述技術(shù)問(wèn)題。

2、技術(shù)方案：一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，包含如下步驟：

3、獲取電能表數(shù)據(jù)，并進(jìn)行時(shí)空特性分析，形成電表聚類，構(gòu)建電能表數(shù)據(jù)時(shí)空特性模型；

4、獲取區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息，計(jì)算節(jié)點(diǎn)性能指標(biāo)和節(jié)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)延遲；

5、基于電能表數(shù)據(jù)時(shí)空特性模型、節(jié)點(diǎn)性能指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)延遲，將節(jié)點(diǎn)分組形成節(jié)點(diǎn)集群，并計(jì)算電表聚類與節(jié)點(diǎn)集群之間的親和度；

6、根據(jù)親和度，將電表聚類分配至節(jié)點(diǎn)集群，并為節(jié)點(diǎn)分配職責(zé)；

7、在工作時(shí)，獲取并基于各電表聚類的數(shù)據(jù)訪問(wèn)特性，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)熱度評(píng)估函數(shù)，制定熱數(shù)據(jù)復(fù)制策略和數(shù)據(jù)生命周期管理策略，輸出時(shí)空優(yōu)化的分片方案。

8、有益效果：本發(fā)明通過(guò)引入電網(wǎng)負(fù)荷感知的權(quán)重計(jì)算機(jī)制，使pos共識(shí)能夠根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)權(quán)重，同時(shí)基于電能表數(shù)據(jù)的時(shí)空特性分析構(gòu)建電表聚類并進(jìn)行時(shí)空優(yōu)化的分片分配，有效解決了上述技術(shù)問(wèn)題，顯著提高了電力區(qū)塊鏈的性能和適應(yīng)性。

技術(shù)特征：

1.一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，其特征在于，方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，其特征在于，對(duì)電能表數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空特性分析，形成電表聚類，構(gòu)建電能表數(shù)據(jù)時(shí)空特性模型的步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述計(jì)算時(shí)間相似度矩陣的步驟包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述使用傅里葉變換提取電表數(shù)據(jù)頻譜特征的方法具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述結(jié)合時(shí)間相似度矩陣和空間相似度矩陣，計(jì)算時(shí)空相似度的具體方法為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，其特征在于，將節(jié)點(diǎn)分組形成節(jié)點(diǎn)集群，并計(jì)算電表聚類與節(jié)點(diǎn)集群之間的親和度的步驟包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述計(jì)算電表聚類與節(jié)點(diǎn)集群間的親和度的具體方法為：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，其特征在于，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)熱度評(píng)估函數(shù)，制定熱數(shù)據(jù)復(fù)制策略和數(shù)據(jù)生命周期管理策略的步驟包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，其特征在于，方法還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于改進(jìn)pos共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，其特征在于，所述確定當(dāng)前負(fù)荷狀態(tài)的步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于改進(jìn)PoS共識(shí)的電能表數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)方法，包括：獲取電能表數(shù)據(jù)，對(duì)電能表數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空特性分析，形成電表聚類，構(gòu)建電能表數(shù)據(jù)時(shí)空特性模型；獲取區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息，計(jì)算節(jié)點(diǎn)性能指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)延遲；基于電能表數(shù)據(jù)時(shí)空特性模型、節(jié)點(diǎn)性能指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)延遲，將節(jié)點(diǎn)分組形成節(jié)點(diǎn)集群，計(jì)算電表聚類與節(jié)點(diǎn)集群間親和度；根據(jù)親和度分配電表聚類，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)熱度評(píng)估函數(shù)，制定熱數(shù)據(jù)復(fù)制策略和生命周期管理策略，輸出時(shí)空優(yōu)化的分片方案。本發(fā)明綜合考慮電力數(shù)據(jù)時(shí)空特性和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑢?shí)現(xiàn)了“數(shù)據(jù)靠近用戶、節(jié)點(diǎn)靠近數(shù)據(jù)”的優(yōu)化目標(biāo)，提高了電力區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：于曉陽(yáng),何欽,李深思,李王江,王建秀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇大淀能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28