【摘 要】
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车辆到电网（Vehicle to Grid,V2G）技术是能源互联网中一项高度新兴的技术,用于合理利用可再生能源而被广泛研究。然而,由于V2G网络的集中化管理和通信的开放性,V2G网络存在单点故障、隐私泄露、分布式能源的不平衡调度等问题。针对V2G网络中存在的问题,本文在引入去中心化的区块链技术的前提下把身份认证和电动汽车之间的能源交易作为主要的研究问题。论文中涉及的主要研究内容如下:1.针对V2
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车辆到电网（Vehicle to Grid,V2G）技术是能源互联网中一项高度新兴的技术,用于合理利用可再生能源而被广泛研究。然而,由于V2G网络的集中化管理和通信的开放性,V2G网络存在单点故障、隐私泄露、分布式能源的不平衡调度等问题。针对V2G网络中存在的问题,本文在引入去中心化的区块链技术的前提下把身份认证和电动汽车之间的能源交易作为主要的研究问题。论文中涉及的主要研究内容如下:1.针对V2G网络中存在单点故障、隐私泄露等安全问题,并考虑资源受限的电动汽车,本文提出了一种基于区块链的电动汽车与充电站之间匿名的身份认证机制。其中的区块链用于保证V2G能源交易的安全,而椭圆曲线密码算法（Elliptic Curve Cryptography,ECC）和Hash算法用于设计相互身份认证过程。本文提出的身份认证机制包含系统初始化、注册过程和相互认证过程三个阶段。通过安全性分析,本文提出的身份认证机制可防御多种网络攻击和保证电动汽车的身份隐私安全。通过通信开销和计算开销分析表明,电动汽车在身份认证过程中的通信开销和计算时间最小,并与现有的方案相比,减少了在身份认证过程中的总的通信开销和计算开销,同时进一步减少了在身份认证过程中在电动汽车上的计算开销和通信开销。2.针对分布式能源的不平衡调度和能源交易的安全问题,提出了一个基于联盟区块链的本地化的车辆与车辆之间（Vehicle to Vehicle,V2V）的能源交易系统模型。此外,提出了一种新的二次双重拍卖机制,以匹配交易车辆对和决定最终交易定价,并使交易双方收益相等。其中,使用电动汽车作为能源的载体,在社会热点部署本地聚合器（Local Aggregator,LAG）为电动汽车提供通信服务并执行本地V2V能源交易的拍卖机制。通过安全性分析表明,区块链网络提高了V2V能源交易的安全性。最后,基于数值结果表明,提出的二次双重拍卖机制提高了交易双方收益且收益相等,并与传统拍卖方案相比,提高了拍卖成功率。
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