本发明涉及能源系统，特别是涉及一种基于能量交互区块与标准化通信协议的能源互联网及其构建方法。
背景技术：
1、长期以来，世界范围内的电力系统都采用集中式方式管理和运行。少数大型火力发电厂通过参与电力市场或在系统运营商的调度下，主导了电力系统的运行，电能总体上沿发-输-配-用单向流动。许多其他形式的能源系统，如热能、天然气等也具有相似特点。
2、在全球碳中和目标的推动下，能源系统作为全球最大的碳排放来源，其结构从集中式向分布式演化。一方面，以风光为代表的新能源发电较化石能源发电更适宜以分布式方式部署，另一方面，为平抑新能源随机性，电力能源系统越来越多地引入电池、电动汽车、空调等公众用户侧资源，而这些资源也是分布式的。
3、然而，电力能源系统传统的集中式运行模式难以适应分布式、多主体的新型资源。这些资源数量众多，个体体量小，用户行为具有随机性，过去只调控少数大型发电企业的系统运营商从根本上难以对这些资源进行有效的管控。针对这一问题，以虚拟电厂、p2p交易为代表的新技术近年迅速发展，但它们聚焦于具体技术层面，难以给电力能源系统带来根本性的结构变革。
4、实际上，许多研究者注意到了一个可供参考的典型范例：互联网。上世纪末，即所谓的web 1.0时代，互联网的结构与电力能源系统相似：其运行主要由少数门户网站主导，用户以被动阅读为主，信息总体上单向流动。然而十余年后，互联网就进入了web 2.0时代，演化为了一个开放的平台，连接了数十亿活跃用户，他们可以自由地访问相对集中式的门户网站或彼此之间进行互动。这正是我们在电力能源系统中所希望看到的变化，能源互联网的概念也应运而生。
5、但与互联网的快速演化形成鲜明对比的是，能源互联网的概念提出已20年，但时至今日，电力能源系统却仍然总体以集中式模式运行。能源互联网的概念并不完全清晰，也缺乏明确的实施方案，难以真正形成“类互联网”的能源系统。
6、具体来说，现有能源互联网技术存在以下不足：
7、1)传输的介质不明晰：互联网传输的介质是信息，电力系统传输的介质是电力，而能源互联网传输的介质学术界尚无定论，也难以定义能源互联网的用户是什么，具有怎样的属性。
8、2)缺乏标准化的交互规约：互联网能够形成去中心化的开放系统，一个关键在于其标准化的通信协议，能够在无集中式机构干预的条件下完成用户间的标准化通信，这正是目前的能源互联网所缺乏的。
9、3)结构不明确，主流提案过于复杂：学术界对于能源互联网的结构尚无明确结论，目前的主流提案包括物理层、信息层、价值层等，与互联网有较大差异且过于复杂。
10、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于解决上述背景技术中存在的问题，提供一种基于能量交互区块与标准化通信协议的能源互联网及其构建方法。
2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、在本发明的第一方面，一种基于能量交互区块与标准化通信协议的能源互联网系统，包括：
4、能源局域网(energy lan)，用于连接本地分布式能源资源；
5、能源互联网服务提供商(energy isp)，负责对能源互联网中的流量进行控制和资源进行调度；
6、能源互联网域名系统(energy internet dns)，用于实现能源互联网中的域名解析；
7、一系列设备，每个设备均配备有能源互联网网卡，用于接入能源互联网并参与能量交互；所述设备是网络的终端节点，其通过所述能源互联网网卡与网络中的其他设备进行通信和能量交换；
8、其中，所述能源局域网通过标准化通信协议组网，以实现能量的传输和控制；
9、其中，所述能源互联网网卡利用标准化通信协议与能源互联网连接，并通过能量交互区块(bee)进行能量交互；所述能量交互区块(bee)作为能量交互的媒介，用于记录和处理交互数据；
10、其中，能源互联网用户通过能源互联网域名系统(energy internet dns)实现设备和服务的定位与访问。
11、进一步地，还包括：
12、能源内网(energy intranet)，包括具有独立运行能力的能源局域网；
13、能源广域网(energy wan)，用于连接多个能源局域网和能源内网，形成广泛的能源交换网络；
14、所述能源局域网、能源内网、能源广域网通过标准化通信协议相互连接，以实现能量的传输和控制。
15、进一步地，还包括：
16、能量区块库(beebase server)，用于存储和检索能量交互区块(bee)。
17、进一步地，所述能量交互区块(bee)包括：
18、标准化的特征信息向量，用于定义能量交互区块的属性；
19、系统运行时的实际能量交互数据，用于定记录能量交换的实时信息；
20、其中，为了实现所述能量交互区块的流动和交换，确保流动源节点与目标节点之间的有效通信和能量传输，在流动源节点与目标节点之间建立的互联网连接和相应能源系统的链接。
21、进一步地，所述标准化通信协议包括能源互联网tcp/ip模型或能源互联网osi模型；
22、所述能源互联网tcp/ip模型或能源互联网osi模型具体包括：
23、链接层，用于负责建立能源互联网单元之间的连接，并为每个能源互联网分配唯一的mac地址；
24、网络层，用于给每个能源互联网节点分配能源互联网ip地址，并控制能量区块传输速率；
25、传输层，用于建立能源互联网单元之间的可靠链接，并实施实时流量控制；
26、应用层，用于提供各种能源互联网应用，用户通过所述应用决定bee的传输方式；
27、所述能源互联网网卡具有一个唯一的能源互联网mac地址，用于在能源互联网中标识每个基本单元；所述能源互联网网卡解析所发出或接收的能量交互区块，并以此更新每个基本单元的用户肖像。
28、进一步地，所述能源局域网由本地分布式能源资源组成，其中，由能源局域网运营机构(其可以包括虚拟电厂运营商、工商业园区运营商、充电站聚合平台等)提供能源互联网路由器服务，实现所述能源局域网与所述能源广域网之间的连接和数据交换。
29、进一步地，所述能源互联网路由器具有如下配置的一种或多种：具有虚拟电厂最优调度(vpp optimal dispatch)功能，优化电力资源的分配和调度；具有固态变压器(solid state transformers)或其他虚拟电厂流量控制器(other vpp flowcontrollers)以管理和调节能源流动；具有面向服务提供商(so/isp)定向的功能，用于支持服务提供商的特定需求；具有分布式能源资源(der)定向的功能，用于支持分布式能源资源的集成和管理；具有能源互联网卡(energy internet card)，其具备广域网mac地址(wanmac)，用于在能源广域网(wan)中进行通信和识别；具有能源广域网(energy wan)端口，用于连接到能源互联网的广域网；具有能源局域网(energy lan)端口，用于连接到能源局域网(lan)；具有与分布式能源资源(ders)的连接接口，用于与ders进行通信和能量交换；与主电网(main grid)的连接，从而与更广泛的能源系统的互联。
30、进一步地，能源互联网的信息部分运行在公共互联网上，以允许用户在不了解电力系统拓扑和参数的情况下进行能量交互区块(bee)的交换；
31、电力系统调度运行的信息部分在电力专网上独立运行，与所述公共互联网物理隔离，以确保信息安全；
32、能源互联网服务提供商通过预测或量测电力系统节点功率净注入，利用能源互联网tcp/ip协议进行流量控制；调度集中式资源，包括集中式风光发电场站、水力发电站和抽水蓄能电站，以保障电网的安全可靠运行，并对电网损耗和电压进行优化，以提供可靠的能源互联网服务。
33、在本发明的第二方面，一种基于能量交互区块与标准化通信协议的能源互联网系统的构建方法，包括以下步骤：
34、构建能源局域网(energy lan)，将本地分布式能源资源连接成网络；
35、配置至少一个能源互联网服务提供商(energy isp)，负责对能源互联网中的流量进行控制和资源进行调度；
36、配置至少一个能源互联网域名系统(energy internet dns)，用于实现能源互联网中的域名解析；
37、为一系列设备配置能源互联网网卡，使每个设备能够作为网络的终端节点接入能源互联网并参与能量交互；
38、建立标准化通信协议，所述能源局域网通过标准化通信协议组网，以实现能量的传输和控制；
39、配置能源互联网网卡，利用标准化通信协议与能源互联网连接，并通过能量交互区块(bee)进行能量交互；
40、构建能源互联网域名系统(energy internet dns)，实现设备和服务的定位与访问。
41、在本发明的第三方面，一种基于能量交互区块与标准化通信协议的能源互联网系统的运行方法，包括以下步骤：
42、运行能源局域网(energy lan)，以实现本地分布式能源资源之间的通信和能量交换；
43、运行至少一个能源互联网服务提供商(energy isp)，执行网络流量控制和资源调度，以优化能源分配和网络性能；
44、维护至少一个能源互联网域名系统(energy internet dns)，以提供域名解析服务，确保设备和服务的准确访问；
45、利用一系列设备的能源互联网网卡，使设备作为网络的终端节点接入能源互联网，并通过这些网卡进行通信和能量交换；
46、通过标准化通信协议，实现能源局域网组网，以控制和传输能量；
47、利用能源互联网网卡和标准化通信协议，进行能量交互区块(bee)的创建、传输和验证，以执行能量交互；
48、通过能源互联网域名系统(energy internet dns)，实现设备和服务的定位与访问，以便于能源互联网用户和系统之间的交互。
49、本发明具有如下有益效果：
50、本发明的主要技术优点在于实现了能源互联网的全面标准化和结构优化，从而突破了传统电力系统集中式运行模式的限制，有效适应了分布式、多主体的新型能源资源管理需求。通过引入能量交互区块(bee)作为能量交互的标准化介质，本发明不仅明确了能源互联网中能量的计量和交易方式，还通过建立标准化的通信协议，促进了用户间去中心化的能量交互和信息通信。此外，本发明通过简化和标准化能源互联网的结构，使得系统更加清晰、易于理解和实施，与互联网的开放性和互动性相类似，实现了能源系统的“类互联网化”。
51、本发明还实现了能源互联网与电力系统调度运行的有效解耦，使得能源互联网的信息部分能够在公共互联网上运行，而电力系统调度运行则在电力专网上独立进行，确保了信息安全的同时，允许用户在不了解电力系统复杂拓扑和参数的情况下，通过能源互联网应用自主决定能量交互的方式。此外，在本能源互联网中，现有调度运行机构可以转型为能源互联网服务提供商，通过预测或量测电力系统节点功率净注入，利用标准化的tcp协议与ip协议对用户进行流量控制，并调度集中式资源，从而保障电网的安全可靠运行，并优化网损和电压，为用户提供了可靠和高效的能源互联网服务。这些创新点共同推动了能源管理的高效化，为实现全社会范围内的碳中和目标提供了强有力的技术支持。
52、本发明实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。
1.一种基于能量交互区块与标准化通信协议的能源互联网系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的能源互联网系统，其特征在于，还包括：
3.如权利要求1或2所述的能源互联网系统，其特征在于，还包括：
4.如权利要求1至3任一项所述的能源互联网系统，其特征在于，所述能量交互区块(bee)包括：
5.如权利要求1至3任一项所述的能源互联网系统，其特征在于，所述标准化通信协议包括能源互联网tcp/ip模型或能源互联网osi模型；
6.如权利要求1至3任一项所述的能源互联网系统，其特征在于，所述能源局域网由本地分布式能源资源组成，其中，由能源局域网运营机构提供能源互联网路由器服务，实现所述能源局域网与所述能源广域网之间的连接和数据交换。
7.如权利要求6所述的能源互联网系统，其特征在于，所述能源互联网路由器具有如下配置的一种或多种：具有虚拟电厂最优调度(vpp optimal dispatch)功能，优化电力资源的分配和调度；具有固态变压器(solid state transformers)或其他虚拟电厂流量控制器(other vpp flow controllers)以管理和调节能源流动；具有面向服务提供商(so/isp)定向的功能，用于支持服务提供商的特定需求；具有分布式能源资源(der)定向的功能，用于支持分布式能源资源的集成和管理；具有能源互联网卡(energy internet card)，其具备广域网mac地址(wan mac)，用于在能源广域网(wan)中进行通信和识别；具有能源广域网(energy wan)端口，用于连接到能源互联网的广域网；具有能源局域网(energy lan)端口，用于连接到能源局域网(lan)；具有与分布式能源资源(ders)的连接接口，用于与ders进行通信和能量交换；与主电网(main grid)的连接，从而与更广泛的能源系统的互联。
8.如权利要求1至3任一项所述的能源互联网系统，其特征在于，
9.一种基于能量交互区块与标准化通信协议的能源互联网系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种基于能量交互区块与标准化通信协议的能源互联网系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
