《需求响应区块链系统技术规范（征求意见稿）》

ICS35.240

CCSL78

DGDLHX

团体标准

T/DGDLHXXXXX—XXXX

需求响应区块链系统技术规范

TechnicalspecificationofDemandresponseblockchainsystem

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

东莞市电力行业协会  发布

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需求响应区块链系统技术规范

1范围

本标准规定了需求响应区块链技术的总体要求，包括系统的术语和定义、系统架构、基本功能、性

能指标、系统接口与通信要求等。

本文件适用于需求响应区块链系统的设计、研发、运行和维护等。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T2887—2011计算机场地通用规范

GB/T9387.1—1998信息技术：开放系统互连

GB/T15148—2008电力负荷管理系统技术规范

GB/T32672—2016电力需求响应系统通用技术规范

GB/T22239—2019信息系统安全等级保护基本要求

T/SSIA0002—2018区块链技术安全通用规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1需求响应demandresponse(DR)

电力用户对实施机构发布的价格信号或激励机制做出响应，并改变电力消费模式的一种参与行为。

3.2区块链blockchain

在对等网络环境下，通过透明和可信规则，构建不可伪造、不可篡改和可追溯的块链式数据结构，

实现和管理事务处理的模式，利用共识算法来生产和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问

安全、利用自动化脚本代码组成智能合约来编程和操作数据的一种分布式基础架构和计算范式。

3.3需求响应区块链系统demandresponseblockchainsystem

采用区块链技术作为底层架构，通过信息双方安全互动，实现需求响应信息处理、运行监控、业务

管理等功能的软硬件系统。设定好初始条件后，能够基于区块链自动执行需求响应的系统，为自动需求

响应区块链系统。

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3.4共识机制consensusmechanism

通过特殊节点的投票，在短时间内完成对事务的验证和确认，共识机制保证了去中心化方式维护分

布式数据库数据的一致性和有效性。

3.5共识算法consensusalgorithms

用来保证分布式系统中不同节点数据在不同程度下的一致性和正确性的算法。根据区块链类型的不

同划分，分为适用于公链和联盟链两种类型的共识算法。

3.6时间戳timestamp

一个字符串序列，唯一地表示某一时刻的时间点，包括了原始文件信息、签名参数、签名时间等信

息。

3.7哈希算法hash

一种单向密码体系，实现从明文到密文的不可逆映射，只有加密过程，没有解密过程。

3.8智能合约smartcontracts

以信息化方式进行传播、验证或执行的合同的计算机协议，智能合约允许在没有第三方参与的情况

下进行可信交易，具有可溯源且不可逆的特征，是现实世界中合约和规则的算法实现。

3.9P2P网络技术P2Pnetworktechnology

又称对等互联网络技术，依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台

服务器上。

3.10需求响应能力demandresponsecapability

电力用户改变自身用电行为、调节用电负荷及相关设备的能力。

3.11需求响应事件demandresponseevent

在需求响应业务执行过程中，按照一定规则描述电力价格、负荷削减或转移量等信息，由实施机构

向电力用户发布。

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3.12互操作性interoperability

两个或两个以上系统、网络、设备、应用或组件能够交互信息，并安全、有效地使用信息的能力。

4总则

需求响应区块链系统应满足以下原则：

a)电力需求响应区块链系统是服务于需求响应的自动化信息系统，应能够有效地支持需求响应监

管者、电能供应商、需求响应服务管理者、需求响应聚合商和电力用户等参与者共同开展需求响应活动，

提升彼此之间的互操作性；

b)电力需求响应区块链系统应具有可扩展性、可升级性、可维护性、安全性、可溯源性和去中心

化等特点；

c)电力需求响应区块链系统由需求响应服务系统、需求响应聚合系统、需求响应终端系统和区块

链系统组成，其中需求响应终端既可以是物理实体，也可以由软件模拟实现；

d)电力需求响应区块链系统用户侧接口应能够传输价格类、削减量类、控制决策类和直接控制类

四类信息。

5需求响应区块链系统架构

5.1主要参与者关系及职责

电能供应商所属的需求响应区块链管理系统与需求响应监管系统进行交互,同时又能与需求响应服

务管理者所属的需求响应服务系统进行交互；需求响应服务管理者所属的需求响应服务系统，基于响应

监管者所属需求响应监管系统进行交互，还与需求响应聚合商所属的需求响应聚合系统、电力用户所属

的需求响应终端、区块链系统进行交互；需求响应聚合商所属的需求响应聚合系统，也与电力用户所属

的需求响应终端、区块链系统进行交互。电力需求响应区块链系统中，各参与者相互关系如图1所示。

各参与者职责如下：

a)参与者1，电能供应商，利用需求响应区块链系统，向需求响应服务系统发布需求响应政策信息、

电力价格信息以及负荷需求信息等，监视需求响应执行效果；

b)参与者2，需求响应监管者，利用需求响应监管系统，对电能供应商、需求响应服务管理者的

需求响应业务流程指导监督，对执行效果进行审核；

c)参与者3，需求响应服务管理者，通过需求响应服务系统发布动态电价、负荷需求等需求响应事

件信息，监视需求响应区块链系统运行情况，评估电力用户参与需求响应的效果；

d)参与者4，需求响应聚合商，通过需求响应聚合系统集中用户侧分散的响应资源，根据接受的

需求响应事件信息，组织下属的需求响应资源执行需求响应；

e)参与者5，电力用户，通过需求响应终端参与需求响应，其中需求响应终端能够接受需求响应

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服务系统或需求响应聚合系统发来的事件信息，并于电力用户所属的用电设备、智能终端设备以及能源

管理系统等监护信息；

f)参与者6，区块链节点，将需求响应聚合商和电力用户通过需求响应终端完成的需求响应交易信

息进行打包、共识形成区块，保存至区块链系统中。

图1电力需求响应区块链系统参与者关系图

5.2需求响应区块链系统互操作架构

按照GB／T9387.1-1998信息技术开放系统互连基本参考模型的分层思想，将电力需求响应区块链

系统划分为业务层、功能层、信息层、通信层、组件层和区块链层六个层面，电力需求响应区块链系统

参与者通过上述六层实现互操作。需求响应区块链系统互操作架构如图2所示。

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图2电力需求响应区块链系统互操作架构

各层功能如下：

a)业务层规定需求响应政策、业务模式、业务流程和参与者分工等，支持实施机构开展需求响应

业务，支持需求响应监管者定义的新的市场模式，支持业务细化，保证各个具体业务的实现；

b)功能层规定系统功能和服务，提供相应功能，支撑具体业务流程实现；

c)信息层规定在功能层和通信层、组件层之间交互的信息，定义信息对象和数据模型的基本规范，

提供通信互操作的通用定义；

d)通信层规定信息交换的协议和机制，包括语法的互操作性，并提供网络交互；

e)组件层规定需求响应区块链系统物理分布，为需求响参与者所属的软件系统、硬件设备等提供

连接；

f)区块链层规定需求响应区块系统上链数据，包括上链数据格式规范、上链数据等信息，并提供

数据上链与管理接口。

5.3需求响应区块链系统组成结构

电力需求响应区块链系统主要由需求响应服务系统、需求响应聚合系统、需求响应终端和区块链系

统，以及保证以上系统运行的通信信息网络系统等组成，系统组成结构如图3。

需求响应管理系统是需求响应业务正常开展的基础，与储存电网负荷数据、电力用户档案数据以及

电力用户负荷数据等信息的业务应用系统连接。

需求相应监管系统能够指导和监督需求响应业务的执行，通过通信网连接需求响应管理系统、需求

响应服务系统。

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图3电力需求响应区块链组成结构

6系统功能

6.1用户管理功能

用户管理功能：

a)应包括用户注册、权限设置、信息查询、采集控制等功能，保证电力用户顺利参加需求响应；

b)应能实现用户手机号码注册、微信注册等方式，储存用户基本信息到区块链中；

c)应能设置用户权限，进行终端密码更改；

d)应能对负荷聚合商及管理员提供数字证书的申请、分发、使用、回收、销毁等功能；

e)应能完成高权限对低权限的管理，实现分级操作；

f)应设置智能合约用户权限与区块链进行关联，能够访问区块信息。

6.2项目管理功能

项目管理功能：

a)应对实施机构组织的需求响应项目进行管理，包括项目构建、发布、更新、删除等，及时更新

各项信息，保证电力用户快捷、准确地参与需求响应项目；

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b)应能根据电网负荷及电力用户用电情况，合理构建需求响应项目；

c)应能对项目库中的项目执行启用、发布等操作；

d)应能对过期项目进行整理、备份并删除，防止冗余信息对需求响应操作造成误导；

e)应能对部分项目进行上链存储，实现项目的长期存储与历史溯源。

6.3资源管理功能

应分析管理电力用户历史能耗数据、生产工艺要求、负荷容量等信息，挖掘电力用户需求响应能力

信息。

6.4事件管理功能

事件管理功能：

a)应根据电价信号、激励机制等设计智能合约规则，对需求响应事件进行管理，实现事件通知、

调控指令发布、负荷控制等；

b)应根据电网侧负荷需求及时发送需求响应时间通知；

c)应能向电力用户发送需求响应信号。

6.5区块链管理功能

区块链管理功能：

a)应能查看区块高度、节点数、区块哈希、时间戳等信息；

b)应能根据上链id，实现交易溯源、软删除、查看区块信息等功能；

c)应能实现节点的动态加入与退出，实现高效的共识机制与节点的动态管理。

6.6实施效果管理功能

应针对不同的需求响应项目类型，提供适当的评估方法，对实施效果进行评估，比较不同项目的实

施效果。

7性能指标

7.1系统实时性

系统实时性要求如下：

a)需求响应终端接收到信息并对信息进行确认所消耗的事件不大于5s；

b)需求响应服务系统和需求响应聚合系统对用户侧反馈信息的反应时间不大于15min；

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c)需求响应区块链系统数据上链时间不大于1s。

7.2系统可靠性

系统可靠性要求如下：

a)需求响应服务系统的平均无故障工作时间不小于1×104h；

b)需求响应终端平均无故障工作时间不小于1×104h；

c)电力需求响应区块链系统中应对用户数据进行备份。

7.3系统存储及处理能力

系统存储及处理能力要求如下：

a)电力需求响应区块链系统数据存储期限不小于3年；

b)电力需求响应区块链系统服务器平均负载率不大于50%；

7.4系统并发性

系统并发性要求如下：

a)电力需求响应区块链系统吞吐量不小于500TPS；

b)电力需求响应区块链系统

7.5通信能力

通信能力要求如下：

a)传输带宽30kb/s及以上；

b)误码率不大于10-6。

8系统接口

8.1接口描述

电力需求相应区块链系统接口主要包括三类：

a)系统本身与外部系统的有关接口，具体如下：需求响应服务系统与需求响应管理系统的接口、

需求响应服务系统与需求响应监管系统的接口，如图4接口1、2所示；

b)系统各部分组成之间的接口，具体如下：需求响应服务系统与需求响应聚合系统的接口、需求

响应服务系统与需求响应终端的接口、需求响应聚合系统与需求响应终端的接口，分别如图4接口3、

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4、5所示；

c)系统各部分组成之间与区块链系统的接口，具体如下：区块链系统与需求响应服务系统、需求

响应终端、需求响应聚合系统、需求响应监管系统之间的接口，分别如图4接口6、7、8、9所示。

图4需求响应区块链系统接口

8.2系统用户侧接口信息

电力需求响应去快来拿系统用户侧接口信息，指系统内部通过需求响应终端向电力用户传递的信息。

考虑到电力用户设施的差异性及用户的不同需求，用户侧接口信息分为四种类型，分别为价格类信息、

消减量类信息和直接控制类信息：

a)价格类信息，通过发送电价信息向用户传递需求响应需求，由电力用户根据电价信息，制定决

策方案，按照决策方案调控相应的用电系统或设别；

b)削减量类信息，通过发送削减量信息向电力用户传递需求响应需求，由电力用户根据削减负荷

量信息制定决策方案，按照决策方案调控相应的用电系统或设备；

c)控制决策类信息，向电力用户传递针对用电系统或设备的控制决策信息，由电力用户按照控制

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决策中的控制时间表等信息调控响应的用电系统或设备；

d)直接控制类消息，直接向用户所属用电系统或设备传递基本的控制信息，如开关、调高/调低等。

8.3通信服务

通信服务要求如下：

a)需求响应通信协议应方便地映射到现有常用通信协议之中，如FTP、HTTP、XMPP等；

b)信息交互模块可采用客户端/服务器、浏览器/服务器等方式。

9安全要求

电力需求响应区块链系统安全要求分为总体要求和层面要求。总体要求包括数据安全、公式安全、

用户信息安全和内容安全四个层面；层面安全包括基础设施安全、协议层安全和扩展层安全。

9.1总体要求

9.1.1数据安全

数据安全要求如下：

a)应根据需求响应业务需求分类设置访问权限，仅允许授权用户对数据进行响应操作；

b)应设置认证规则，规定每个节点加入需求响应区块链系统的方式和有效地身份识别方式；

c)应设置访问控制权限，规定用户的访问权限；

d)当受到攻击导致部分功能受损的情况下，需求响应区块链系统应具备短时间内修复和重构的能

力；

e)应确保新加入的节点可提供无差别服务；

f)用户的访问数据请求应在设计要求的时间内的到区块链网路响应。

9.1.2共识安全

共识安全要求如下：

a)应确保任何已经被记录在需求响应区块链系统上并达成共识的交易都无法更改；

b)应确保诚实节点提交的合法数据终将由全网节点达成共识并记录在区块链上。合法数据包括诚

实节点提交的合法交易、正确执行的智能合约中间状态变量、结果等。

9.1.3用户信息保护

应采用技术手段保证电力用户信息生命全周期各环节部内未授权的第三方回去，并保护交易方的身

份不被识别和冒用。

9.1.4内容安全

需求响应区块链上传播和存储的信息内容应符合《中华人民共和国网络安全法》、《区块链信息服务

管理规定》、《网络信息内容生态治理规定》等法律法规要求，保证需求响应区块链网络中信息符合法律

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规定，遵循公序良俗，不损害国家利益、公共利益和阿仁合法权益。

9.2基础设施层安全

9.2.1存储安全

存储安全要求如下：

a)应符合GB/T22239-2019规范中给出的3级物理安全相关要求；

b)应保证部署节点的硬件设备存储容量可扩展，避免因数据容量达到上限而无法同步账本。

9.2.2网络安全

网络安全要求如下：

a)应符合GB/T22239-2019规范中给出的3级安全通信网络相关要求；

b)应符合GB/T22239-2019规范中给出的3级安全区域边界相关要求。

9.2.3计算安全

a)应符合GB/T22239-2019规范中给出的3级安全计算相关要求；

b)应符合GB/T22239-2019规范中给出的3级安全管理中心集中管控的相关要求。

9.3协议层安全

9.3.1共识机制安全

共识机制安全要求如下：

a)应使用设计合理和安全的共识机制，并能够有效防范常见的共识攻击；

b)应确保多个节点参与共识和确认，防止任何独立节点的恶意操作；

c)应采用技术手段保证各节点的账户记录的一致性；

d)宜支持多种共识算法并实现共识算法的可插拔，可根据需要切换选择共识算法；

e)宜提供根据网络规模、参与方数量、交易吞吐量等需求调整算法规模的功能。

9.4扩展层安全

9.4.1智能合约安全

智能合约内容安全

智能合约内容安全要求如下：

a)应确保智能合约文本安全和代码安全；

b)应确保智能合约在执行过程中出现漏洞或被攻击时，不会对节点本地设备造成影响，也不会使

调用该智能合约的其他合约或程序执行异常。

c)智能合约源代码应符合安全编码规范要求，确保智能合约的安全性；

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d)应采用技术手段防止对合约内容的篡改；

e)智能合约应定义版本号，调用智能合约使应明确记录智能合约版本；

f)智能合约用具有向后兼容性，智能合约更新升级或重新部署后，新智能合约能兼容或迁移源智

能合约数据。

智能合约运行安全

智能合约运行安全要求如下：

a)应提供智能合约的升级和废止功能，应支持动态升级，智能合约的升级操作应记录在区块中，

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