(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210167987.0 (22)申请日 2022.02.23 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 陈思捷　米翰宁　平健　严正　 沈泽宇　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 彭瑶 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 9/40(2022.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 支撑能源系统优化问题求解与验证的区块 链共识方法 (57)摘要 本发明涉及一种支撑能源系统优化问题求 解与验证的区块链共识方法， 包括： 基于联盟链 全体共识节 点， 选取主代表与若干从代表参与能 源系统优化； 根据选取的主代表， 对能源系统优 化模型进行求解， 并将最优解传输至从代表； 从 代表采用交叉通信机制对最优解进行验证， 并向 全体区块链成员广播转发验证通过的最优解， 全 体区块链成员检查从共识节点处接收到的解， 并 选取共识节点发送量大于50％的解执行。 与现有 技术相比， 本发明具有保证区块链的高容错性， 降低主代表计算复杂 度， 提高主代表计算资源利 用率与计算效率 等优点。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114928449 A 2022.08.19 CN 114928449 A 1.支撑能源系统优化问题求 解与验证的区块链共识方法， 其特 征在于， 包括： 基于联盟链全体共识 节点， 选取主代 表与若干从代 表参与能源系统优化； 根据选取的主代 表， 对能源系统优化模型进行求 解， 并将最优解传输 至从代表； 从代表采用交叉通信 机制对最优解进行验证， 并向全体区块链成员广播转发验证通过 的最优解， 全体区块链成员检查从共识节点处接收到的解， 并选取共识节点发送量大于 50％的解执 行。 2.根据权利要求1所述的支撑能源系统优化问题求解与验证的区块链共识方法， 其特 征在于， 根据工作量证明、 权益证明或随机投票的方式， 从参与能源系统优化的全体节点中 选取1个主代 表与若干从代 表参与能源系统优化。 3.根据权利要求2所述的支撑能源系统优化问题求解与验证的区块链共识方法， 其特 征在于， 根据工作量证明、 权益证明或随机投票的方式， 从参与能源系统优化的全体节点中 选取一个主代 表与若干从代 表参与能源系统优化的具体步骤 包括： 基于主代表与从代表选取函数， 根据工作量证 明、 权益证 明或随机投票的方式， 从参与 能源系统优化的全体节点中选取一个主代表与若干从代表参与能源系统优化， 选取的主代 表用以求解能源系统优化模型， 并将最优解发送给其余从代表供其检验， 选取 的从代表用 以检验其 他代表转发的解的最优性并转发最优解； 在每轮共识结束后， 利用黑名单管理函数对诚信记录黑名单进行更新， 将作恶节点记 录到黑名单内； 在主代表与从代表选取函数选举产生代表后， 调用黑名单管理函数， 查询代 表是否在黑名单内， 若代表在黑名单内， 则终止其代表权并调用主代表与从代表选取函数 选取新代表进行替代， 重复查询过程直至所有代表均不在黑名单内， 完成选取主代表与若 干从代表工作。 4.根据权利要求3所述的支撑能源系统优化问题求解与验证的区块链共识方法， 其特 征在于， 根据选取的主代 表， 对能源系统优化模型进行求 解的具体内容 为： 主代表调用能源系统优化模型求解函数求解数学优化模型， 能源系统优化模型求解函 数基于如下 形式的数 学问题求 解能源系统优化： s.t.g(Xi)＝0,i∈[0,n]， h(Xi)≤0,i∈[0,n] 式中， N为跨能源系统数量； Xi为决策变量， 具体为各能源系统的可调节 变量， n为决策变 量的个数； fi(Xi)为能源系统目标函数； g(Xi)为能源系统优化等式约束； h(Xi)为能源系统 优化不等式约束； 能源系统优化模型求解函数通过调用专业 非线性求解器对非凸优化的能 源系统优化模型进行求 解。 5.根据权利要求4所述的支撑能源系统优化问题求解与验证的区块链共识方法， 其特 征在于， 采用最优解传输函数将能源系统优化模型求解函数计算得到的优化结果传输至其 他从代表， 最优解传输函数首先将包含决策变量Xi与各约束对应的拉格朗日乘子的优化结 果打包， 随后在文件后附上表明优化结果来源的签名， 最后将带有签名的文件转发至所有 从代表以供其验证解的最优性。 6.根据权利要求5所述的支撑能源系统优化问题求解与验证的区块链共识方法， 其特权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114928449 A 2征在于， 从代 表采用交叉通信机制对最优解进行验证的具体内容 为： 基于最优性验证函数， 从代表对包含决策变量Xi与各约束对应的拉格朗日乘子的优化 结果验证其是否满足KKT 条件和二阶充分性条件； 若满足， 且从代表从未接收过对应的最优 解， 则调用交叉通信函数， 将自己的签名附在最优解后传播至从未给文件签名的共识节点； 若不满足， 则不 转发解至其 他共识节点。 7.根据权利要求6所述的支撑能源系统优化问题求解与验证的区块链共识方法， 其特 征在于， 向全体区块链成员广播 转发验证通过的最优解的具体内容 为： 基于最优解广播函数， 根据共识节点接收的解的数量、 签名情况进行对应的广播操作； 当交叉通信环 节结束后， 能源系统优化进入广播 最优解的阶段； 在广播最优解的阶段， 各代表调用最优解广播函数判断是否广播最优解； 当共识节点 从未接收过最优解时， 判断主代表未传播过最优解， 最优解广播函数申请更换主代表并发 起新一轮共识； 当共识节点接收过一个最优解时， 判断不存在作恶 行为， 最优解广播函数向 全体区块链成员广播最优解； 当共识节点接 收过一个最优解与不少 于一个错误解时， 判断 存在恶意节点， 最优解广播函数向全体区块链成员广播最优解， 并申请调用黑名单管理函 数更新黑名单， 将错误解带有的签名对应的共识节点拉黑； 当共识节点接 收过不少 于两个 最优解时， 判断原问题存在多解， 则最优解广播函数在最优解中选取一个最优解并向全体 区块链成员广播。 8.根据权利要求4所述的支撑能源系统优化问题求解与验证的区块链共识方法， 其特 征在于， 各能源系统的可调节变量包括但不限于各能源系统的节点电力潮流、 节点电压、 节 点气压或节点水温； 所述能源系统目标函数为各能源系统的用能成本 。 9.根据权利要求4所述的支撑能源系统优化问题求解与验证的区块链共识方法， 其特 征在于， 所述能源系统优化等式约束包括但不限于各种能源系统中的基尔霍夫方程和能量 平衡方程； 所述能源系统优化不等式约束包括但不限于网络上下限约束和参数上下限约 束。 10.根据权利要求4所述的支撑能源系统优化问题求解与验证的区块链共识方法， 其特 征在于， 所述专业非线性 求解器包括但不限于IPOPT、 Baro n或CONOPT。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114928449 A 3