近年来,随着电力体制改革思路提出,分布式光伏发电项目开始步入千家万户,光伏智能电表取代传统电表,被广泛使用。海量智能电表的接入大大增加管控难度以及成本投入,引发系统和用户安全隐患,同时发电表并网交易的不透明性给电网公司带来信任危机。所以迫切需要一种能管控分布式光伏智能电表、建立可信交易的解决方案。与此同时,区块链以其去中心化、可追溯、不可篡改、构建信任等特点已开始被应用于各个领域,尤其在分布式的物联网领域,区块链的应用前景被广泛看好。海量光伏智能电表的应用系统构成一个天然的分布式能源网络,区块链技术正好为其提供安全、高效、可信的解决途径。本文采用Hyperledger Fabric联盟链技术,构建一个全新的基于区块链的光伏智能电表系统,实现智能电表设备安全管控、可信电量交易存储,为电表设备管理与并网交易的安全保障提供有效解决方案,主要工作包括:(1)研究分析光伏智能电表系统的架构和安全需求,设计并实现适用于系统稳定运行的联盟链架构方案。具体而言,在共识搭建方面,在对比分析各种联盟链共识算法基础上,优选出最合适的共识机制;在网络构建方面,根据共识机制的实际应用场景,优选出合适的节点数,最终完成区块链整体网络构建。(2)利用身份公钥(IBE)密钥管理机制,设计并实现基于影子设备和区块链的电表设备认证授权方案。首先将智能电表与用户身份ID绑定,再利用安全云网关实现对智能电表设备的实时认证与授权。方案中的hash存证将存储于区块链中,保证电表状态信息无法被篡改,加强终端电表设备管控安全。(3)利用区块链去中心化的特点,设计并实现基于区块链的电量交易方案。用户发布电量需求订单,过程中通过签名验证订单真实性,并由区块链进行订单流转以及交易合同签订。订单完成后告知电网公司进行交易结算和电能调度,实现安全可信的电能交易环境。(4)设计并实现基于区块链的光伏智能电表系统原型,并进行安全性分析和功能、性能测试,验证系统可用性和稳定性,为区块链应用于能源互联网提供新的方案参考。