本書是新一代信息技術及其在能源行業(yè)的深度應用方面的學術專著。區(qū)塊鏈技術作為一種新的分布式數(shù)據(jù)庫技術,其去中心化、公開、透明的特點讓每個個體均可參與數(shù)據(jù)庫記錄。區(qū)塊鏈技術可全面賦能能源系統(tǒng)優(yōu)化和升級,對提高能源利用效率、保障能源安全可靠、促進能源可持續(xù)發(fā)展至關重要,在未來能源領域具有廣泛的應用潛力,正成為當今能源領域的一個重要應用方向。本書主要介紹了能源數(shù)字化發(fā)展、區(qū)塊鏈在能源行業(yè)的發(fā)展與需求、區(qū)塊鏈原理發(fā)展及應用、區(qū)塊鏈主流技術與聯(lián)盟鏈技術理論、區(qū)塊鏈關鍵技術架構、區(qū)塊鏈在能源行業(yè)中的場景應用和分析等內(nèi)容。
近年來,區(qū)塊鏈技術在各行各業(yè)得到了廣泛的關注和應用,尤其是金融、醫(yī)療、物流等領域。作為一項新興技術,區(qū)塊鏈技術憑借其去中心化和不可篡改的核心特點,極大地提高了數(shù)據(jù)共享、管理和交易的透明度和安全性。在能源領域,能源聯(lián)盟區(qū)塊鏈的模式正在逐漸成熟,成為新型的能源交易模式和能源管理方式。
相比于傳統(tǒng)的中心化結構,區(qū)塊鏈技術的去中心化特性,將能源聯(lián)盟自上而下的垂直運營模式轉變成真正的“聯(lián)盟式”運營,實現(xiàn)多方共同參與、管理和分享。利用區(qū)塊鏈技術,能源聯(lián)盟可以建立可靠、透明和高效的能源交易和管理機制,實現(xiàn)能源生產(chǎn)、管理和交易的全過程安全可控。
本書全面介紹了能源區(qū)塊鏈的概念、技術原理、應用場景和未來發(fā)展趨勢,共六章。第1章是能源數(shù)字化發(fā)展概述,為讀者提供了能源領域數(shù)字化發(fā)展的大背景和現(xiàn)狀;第2章著重探討了區(qū)塊鏈在能源行業(yè)的發(fā)展與需求,深入剖析了區(qū)塊鏈技術在能源領域的應用前景和重要性;第3章對區(qū)塊鏈的原理、發(fā)展和應用進行了全面而深入的介紹,幫助讀者理解區(qū)塊鏈技術的本質和運作方式;第4章重點關注區(qū)塊鏈主流技術和聯(lián)盟鏈技術理論,為讀者提供了分布式賬本、共識算法以及智能合約等關鍵技術的解讀和應用案例;第5章聚焦于能源區(qū)塊鏈關鍵技術架構,詳細介紹了以區(qū)塊鏈為基礎的能源交易和管理機制;第6章則以場景應用和分析為主線,探討了區(qū)塊鏈在能源行業(yè)中的實際應用案例和未來發(fā)展的趨勢。
本書力求系統(tǒng)性、創(chuàng)新性和應用性,并以極客的視角來分析和討論能源聯(lián)盟區(qū)塊鏈。本書適合于對能源聯(lián)盟區(qū)塊鏈有一定基礎認識的讀者,同時也可作為相關領域從業(yè)者在實踐中的參考用書。相信能源聯(lián)盟區(qū)塊鏈技術的深入應用,將會為能源交易和管理帶來促進與變革,推動可持續(xù)發(fā)展。期望通過本書的出版和讀者的閱讀,為全社會對能源聯(lián)盟區(qū)塊鏈技術的認知提供幫助。
團隊經(jīng)過研究總結和實踐經(jīng)驗的凝練完成本書,并借鑒了國內(nèi)外大量資料和文獻,在此向相關作者表示衷心的感謝。項目組的舒?zhèn)、王超、楊開興、姜瑩、李力、劉雪萍、李正軒、李嫣然、南秦卓、李旺、羅琴等對書稿的完善提供了寶貴的資料和有益的建議,在此一并表示感謝。
本書完稿后,雖經(jīng)多番詳細審閱,但隨著區(qū)塊鏈技術的迅猛發(fā)展和應用變化,書中的某些內(nèi)容可能存在時效性不足,加之作者編寫水平有限,懇請廣大讀者批評指正。
李申章,南方電網(wǎng)云南電網(wǎng)公司領軍三級專業(yè)技術專家,電網(wǎng)數(shù)字技術應用創(chuàng)新實驗室首席專家,IEEE高級會員(國際)、中國機電工程協(xié)會高級會員(行業(yè)),中國電力北斗標準委員會成員(行業(yè)),擔任大數(shù)據(jù)算法與分析技術國家工程實驗室(云南創(chuàng)新中心).大數(shù)據(jù)技術負責人(國家)、云南電力能源大數(shù)據(jù)工程研究中心.電力能源大數(shù)據(jù)終端數(shù)據(jù)采集與邊緣計算關鍵技術研究室負責人(省級);主要圍繞新型電力系統(tǒng)從事電網(wǎng)數(shù)字化、電碳耦合等創(chuàng)新等工作;成果多次獲得管理創(chuàng)新獎、電網(wǎng)科技進步獎、中國電力科技創(chuàng)新獎等。
釧濤,工程師,南方電網(wǎng)云南電網(wǎng)有限責任公司信息中心總經(jīng)理;主要從事電網(wǎng)數(shù)字化建設、創(chuàng)新領導管理工作,推進數(shù)字化轉型;獲南方電網(wǎng)公司信息化先進個人、云南電網(wǎng)公司科技進步獎10余項;在其領導下,團隊獲得第二屆中央企業(yè)網(wǎng)絡安全技術大賽團體二等獎(全國第三名),中央企業(yè)強紅軍、強藍軍獎,首屆全國電力行業(yè)網(wǎng)絡安全技能競賽獲團體三等獎,首屆“網(wǎng)鼎杯”網(wǎng)絡安全大賽全國兩百強等國家獎勵。
肖鵬,工程師,南方電網(wǎng)云南電網(wǎng)有限責任公司領軍三級技術專家;主要從事信息安全攻擊、防御與新興安全技術等攻關研究工作;榮獲“中央企業(yè)勞動模范”“中央企業(yè)青年崗位能手”、云南省五一勞動獎章、云南省“興滇英才支持計劃’:首席技師、云南省網(wǎng)絡安全宣傳員、南網(wǎng)工匠、“南方電網(wǎng)公司技術能手”等榮譽稱號。
趙志宇,高級工程師,南方電網(wǎng)云南電網(wǎng)公司信息中心副總經(jīng)理,云南省電力大數(shù)據(jù)工程研究中心副主任,南方電網(wǎng)公司信息技術標委會副主任委員,中電聯(lián)信息標委會委員。主要從事電網(wǎng)時空數(shù)字化建設管理工作,獲省部級科技進步獎一等獎3項、二等獎5項,云南電網(wǎng)科技進步獎26項,獲得發(fā)明專利授權10余項。
白彪,高級工程師,南方電網(wǎng)云南電網(wǎng)有限責任公司信息中心副總經(jīng)理,云南省第一屆云嶺技能大師,云南電網(wǎng)公司十佳技術能手;多次獲評各級生產(chǎn)先進工作者稱號;主持或參與的項目獲40多項榮譽,授權發(fā)明專利及軟件著作權30余項,發(fā)表論文10余篇。
第1章 能源數(shù)字化概述
1.1 我國能源行業(yè)的發(fā)展和面臨的問題
1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在能源行業(yè)中的應用前景
第2章 物聯(lián)網(wǎng)核心技術和架構
2.1 物聯(lián)網(wǎng)
2.2 物模型
2.3 云邊協(xié)同
2.4 容 器
2.5 物聯(lián)網(wǎng)平臺
2.6 智慧用電應用的云邊協(xié)同技術研究及實現(xiàn)
第3章 輕節(jié)點區(qū)塊鏈技術原理
3.1 區(qū)塊鏈
3.2 物聯(lián)網(wǎng)中的區(qū)塊鏈
3.3 物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈中的輕節(jié)點
3.4 智慧用電平臺邊側區(qū)塊鏈輕型應用研究
第4章 區(qū)塊鏈與邊端智能
4.1 密碼學
4.2 設備接入
4.3 數(shù)據(jù)存儲
4.4 邊端智能
4.5 智慧用電應用的防護機制研究與實現(xiàn)
第5章 物鏈網(wǎng):云邊協(xié)同區(qū)塊鏈關鍵技術與應用
5.1 物鏈網(wǎng):物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈的結合
5.2 云邊協(xié)同+區(qū)塊鏈技術
5.3 面向海量多元用戶的區(qū)塊鏈與邊緣計算的智慧用電應用研究
第6章 物鏈網(wǎng)在能源行業(yè)中的應用場景
6.1 能源基建領域
6.2 能源資產(chǎn)管理領域
6.3 能源信息領域
6.4 能源應用領域
附錄 專業(yè)詞匯
參考文獻
《能源區(qū)塊鏈技術與場景應用》:
第1章能源數(shù)字化發(fā)展概述
1.1能源行業(yè)發(fā)展歷史
1.1.1世界能源發(fā)展史
能源是人類展的必要條件,它與水、空氣和糧食一起構成了人類賴以生存的基本條件。隨著歷史的演變,人類已經(jīng)從使用柴薪逐漸轉向了煤炭、石油等高碳能源,以滿足展需求。然而,隨著環(huán)境問題的不斷加劇,尤其是高碳能源使用導致的生態(tài)環(huán)境問題,人類需要重新思考能源的應用。因此,人類需要探索更加環(huán)保和可持續(xù)的能源應用方式,以滿足展需求,并保護地球生態(tài)環(huán)境。在這個過程中,從油氣時代向可再生能源時代轉變已經(jīng)成為不可避免的趨勢。
人類能源利用的歷史可以追溯到鉆木取火的“柴薪時代”。隨著蒸汽機的廣泛應用,煤炭作為主要能源開始逐漸取代柴薪人了“煤炭時代”。隨著技術的不步,煤炭產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展,直到1紀80年代,煤炭已經(jīng)成為一次消費能源比例量大的一次能源,標志著“薪柴時代”的終結。到了1886年,德國人奧托發(fā)明了內(nèi)燃機,引發(fā)了次工業(yè),同時也推動了油氣作為能源資源的需求。同一年,德國工程師卡爾?本茨發(fā)明了世界上輛實用的內(nèi)燃機汽車一步推動了油氣的使用。到了世紀60年代,油氣已經(jīng)取代煤炭成為世界大能源,人人了“油氣時代”。
人類能源工業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了從薪柴到煤炭,再到煤炭向油氣的轉變。如今,源產(chǎn)業(yè)正在向可再生能源時代轉變。然而,中國是世界上少數(shù)幾個仍未完成從薪柴到煤炭,再到油氣的能源轉型的國家之一。在中國的一些農(nóng)村地區(qū),仍有許多居民依靠薪柴作為生活燃料。此外,中國的商品能源仍以煤炭為主體,石油和天然氣在礦物能源中的比重仍占地位,
自1紀初期以煤炭為主,到世紀中期以石油為主,人類已經(jīng)大規(guī)模利用化石能源長達0多年。然而,全球以化石能源為主的能源結構特征使得化石能源枯竭的日子不再遙遠。因此,發(fā)展可再生能源,走可持續(xù)發(fā)展之路,是解決能源問題的立根之本。只有在可再生能源的基礎上,才能實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展,保護生態(tài)環(huán)境,經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。
氫能作為一種公認的清潔能源,是低碳和零碳能源的代表,正在成為重要的能源形式。21世紀以來,中國、美國、日本、加拿大、歐盟等國家和地區(qū)都制定了氫能發(fā)展規(guī)劃,并在氫能領域取得了多方面展。中國在氫能技術和應用方面已經(jīng)取得了的成,有望成為氫能技術和應用的國家之一。同時,中國也被公認為有可能實現(xiàn)氫燃料電池和氫能汽車產(chǎn)業(yè)化的國家之一?梢灶A見,隨著氫能的不斷發(fā)展和應用,其在未來能源體系中的地位將會越來越高。
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