2023年7月21日发(作者：)

区块链技术在输变电设备状态管理中的运用

摘要：信息时代，科技日新月异，新技术正越来越深远的影响人类的生活。当前，人类正迎来新一轮科技革命的浪潮，大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能等新技术正以一种前所未有的方式影响着人类的生产和生活方式。其中，作为比特币底层技术的区块链技术，被认为是开启互联网新纪元的基础性技术之一。区块链技术起源于数字货币领域，以其独特的技术优势率先敲开金融大门，继而又渗透到证券、保险、医疗、政务服务等领域。在电力行业，区块链技术正处于探索发展期，存在着巨大的应用空间。

关键词：区块链技术；输变电设备；状态管理

1区块链技术特点

根据区块链技术的应用原理，可以确定区块链技术具有以下4个特点。

一是去中心化特点。在以往的通信链条中，大部分数据需要由中心数据库通过集中处理的方式进行管理，并且采用层级式的管理机制。而在区块链技术中，改变了以往的垂直管理结构，形成了去中心化的特点。这种特点可以产生分布式平行链条，使其中的所有环节都具有相同的权利、地位以及义务，且所有的工作节点都可以进行互相备份，利用同位制密码识别的方法实现协同工作，进一步提高所有数据信息的真实性与完整性，保证通信过程中数据的安全性，能够有效防止单点信任与单点故障等问题的发生，弥补传统工作机制中存在的不足之处。

二是无法进行篡改。在区块链技术中，由于采用了时间戳与分布式管理结构，使得区块链中存储的数据无法进行篡改和伪造，具有极高的安全性。在传递数据信息时，需要进行数据验证，只有通过验证的数据才能添加到下一区块中。在此过程中，需要进行数据信息的相互印证，并对其进行存储。在此情况下，来自外界的恶意删改与窃取等相关操作将会耗费更多的时间，操作的难度也更高，如果不能有效地控制区块链51%以上的工作节点，基本不能篡改数据。

三是自治性特点。通过区块链技术在网络通信机制的应用，能够改变以往的人为授信机制。在实际的运行过程中，所有的工作节点都需要按照统一的协议与规范运行，对所有信息进行的传递、记录、交换以及更新操作，都需要不同的节点直接进行授权认证，才能允许这些操作地顺利进行。采用这种通信机制，能够有效地防止不确定性操作，进一步提高系统防御机制的完整性，保证所有操作的安全性。

四是透明性特点。在区块链技术中，对通信双方的私密信息，需要进行数据加密，同时，针对区块链中各个节点的工作数据，可以随时查看。

2区块链架构与关键技术

区块链可以通过多种技术得以实现,其系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。

数据层:数据层封装应用过程中的交易数据至数据区块,根据区块中的时间戳对各区块排序到主区块链中,从而对网络中的区块进行更新。

网络层:在网络层中制定验证机制与传播协议来满足不同的应用需求,区块链的节点都可以参与检验和记账,并且满足仅当区块数据通过全网大部分节点验证后,才能记入区块链。

共识层:使网络中的分布式节点的数据形成共识。这些共识机制各有优劣,可以根据实际情况具体分析与应用。 激励层:在激励层制定适当的奖励机制可以实现共识节点自身的收益最大化同时鼓励网络中多数节点参与共识过程进而实现稳定的分布式网络。

合约层:在完成对数据的表示、传播及验证的工作后需要形成具体的应用逻辑与算法来实现后面对数据的操作。

应用层:区块链技术可以延伸至较多领域。本文就是围绕区块链的实际应用,探究区块链技术在输变电系统中的应用。

3区块链技术应用于电力系统

3.1 架设P2P网络

近年来，科学技术的发展取得了许多重大成果，电力数据分布也随着科学技术的发展呈现出高度中心化的发展态势。与此同时，高度集中化的电力数据分布形式对服务器的分布也造成了较大的影响，致使服务器的分布也呈现出高度集中化的趋势。因为很多数据主要集中在信息机房，想要确保数据顺利进行交易并提高交易质量，上述高度集中的分布方式尚且无法达到预期的效果。因此，必须要积极展开优化和完善。合理架设P2P网络，不仅能够推动去中心化的顺利实现，还可以更好地保护隐私并充分发挥均衡负载的功能。

现如今，网络主要呈现出两个特征，即路径平均较小、聚合系数大。对于区块链记账而言，候选节点记账和非记账节点是其表现形式和变现方式，通过候选节点可以夺取记账权限。如果想要成功争取记账权限，就应严格遵循一定的原则，同时合理应用共识算法。当产生记账节点之后，这个节点就会从记账节点的竞争中退出，转变成验证节点，同时以此为基础，向记账节点输送认证信息。一旦记账节点成功接受验证信息，该节点就会立即打包对应的数据信息并生成区块，再把上述区块传送至系统，从而实现扩充区块链内容的目的。应用P2P网络能够动态维护网络，使网络更加的流畅，进一步强化交易的一致性，促进交易安全性的大幅度提升。

3.2 分布式共享总账

实际进行电力数据加固时，为了有效防止数据被篡改，促进信息安全性的进一步增强，让数据更加可靠，科研人员科学地增加了区块链数据的新功能。在过去的一段时间里，数据分布主要分为集中式和分布式这两种形式。充分地运用分布式数据可以有效降低集中式存储造成的安全隐患，对多地数据进行备份，以此显著增强数据信息的安全性。分布式存储主要包括分割、复制、混合等存储类别，而区块链技术就是混合式存储类别的代表。在实际应用过程中，第一步要以时间属性为依据，科学地分割数据，并以此为基础将这些数据打包成区块之后再进行全复制，最后将复制成功的数据区块传送至所有的网络节点中。此外，在P2P网络的配合协作下，利用分布式共享总账能够进一步增强数据的安全性，让众多数据呈现一致性，从源头上有效避免数据被篡改，从而为电力数据的安全性和可靠性提供坚实的保证。

3.3 达成计算节点共识

当科学地处理好电力数据分布的问题后，技术人员就需要研究计算节点达成共识的问题。区块链技术的通过原则是少数服从多数，因此，要全面应用科学的方法，以有效防止电力系统服务器出现错误。一旦电力数据出现交易或发生改变时，必须结合分布式原则，全程记录节点的变更情况。如果某一个网络节点的数据被篡改，节点记账的自动更新功能就会及时发挥作用。自动更新主要是指账本的内容会随着节点数据的改变而产生变动，并以此为基础与其他节点之间进行比对计算，同时还会展开深层次的研究判断。一旦发现数据存在差异，就会参考少数服从多数的原则，并严格依照此项原则，合理地修正账本的内容，以便达成共识。

3区块链技术在输变电设备状态管理中的运用

3.1存储技术

由于输变电设备状态量信息是一一对应的，因此经处理后的数据以键值对(Key-Value)的方式存储状态量信息，并采用JSON(JavaScript Object Notation)格式存储在非关系型的数据库(NoSQL)中。区块链信息存储如下。

3.2 信息共享 当输变电设备状态量信息进行存储时，区块链系统将自动生成一个新的区块，同时链上自动生成一个节点。节点能保证输变电设备状态量信息在系统中实现同步，通过搭建HTTP服务器可实现节点的控制。节点的控制脚本设计如下。

4结语

在输变电系统的运行过程中，设备状态数据的可靠安全是至关重要的，通过科学地应用区块链技术，不仅能够大幅度提升设备状态信息的安全性，而且还会为信息保密的安全性提供坚实的保障。