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KR102128476B1 - System and method for trading power based on blockchain smart contract - Google Patents

System and method for trading power based on blockchain smart contract Download PDF

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KR102128476B1
KR102128476B1 KR1020180031602A KR20180031602A KR102128476B1 KR 102128476 B1 KR102128476 B1 KR 102128476B1 KR 1020180031602 A KR1020180031602 A KR 1020180031602A KR 20180031602 A KR20180031602 A KR 20180031602A KR 102128476 B1 KR102128476 B1 KR 102128476B1
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auction
blockchain
smart
smart contract
bid
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이종혁
명세인
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상명대학교 천안산학협력단
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Abstract

블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템은 복수의 스마트 미터기와 복수의 풀 노드 서버를 포함한다. 스마트 미터기는 블록체인 네트워크에 라이트 노드로 참여하고, 전력을 생산한 판매자가 작성한 경매 조건이 설정된 스마트 컨트랙트를 블록체인에 전송하고 실행하여 경매를 개시하거나, 전력을 구매하려는 구매자가 경매 조건을 확인하고 스마트 컨트랙트를 실행하여 입찰을 위한 트랜잭션을 생성하여 블록체인 네트워크에 전송하여 입찰을 시도한다. 풀 노드 서버는 블록체인 네트워크에 풀 노드로 참여하여 모든 블록체인 데이터를 유지하고, 스마트 미터기가 전송한 트랜잭션을 합의 알고리즘을 수행하여 블록체인에 추가한다. 또한, 스마트 미터기 전송하는 경매와 관련한 트랜잭션으로 블록으로 생성하고 블록체인에 추가한다.The blockchain smart contract-based power transaction system includes a plurality of smart meters and a plurality of full node servers. The smart meter participates as a light node in the blockchain network, initiates an auction by sending and executing a smart contract with the auction conditions set by the seller who generated electricity to the blockchain, or the buyer who wants to purchase power checks the auction conditions It executes a smart contract to create a transaction for bidding and sends it to the blockchain network to try to bid. The full node server participates as a full node in the blockchain network to maintain all blockchain data, and adds the transaction sent by the smart meter to the blockchain by performing a consensus algorithm. In addition, it is created as a block as a transaction related to the auction transmitted by the smart meter and added to the blockchain.

Figure R1020180031602
Figure R1020180031602

Description

블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력 거래 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TRADING POWER BASED ON BLOCKCHAIN SMART CONTRACT}Blockchain smart contract based power trading system and its method{SYSTEM AND METHOD FOR TRADING POWER BASED ON BLOCKCHAIN SMART CONTRACT}

마이크로그리드 환경에서 전력을 거래하는 시스템으로, 블록체인 스마트 컨트랙트 기술로 구현된 경매를 통해 자동으로 전력거래가 이루어지는 시스템에 대한 발명이 개시된다.Disclosed is a system for trading power in a microgrid environment, and a system in which power trading is automatically performed through an auction implemented with a blockchain smart contract technology.

기존의 전력 시스템은 전력생산자와 소비자의 정보교환 시스템의 부재로 수요와 공급에 대한 효율적인 관리가 불가능하다. 기존의 전력관리 방식은 전력생산자와 소비자가 구분되어 있고 전력에너지를 저장하기 위한 기술에 한계가 있기 때문에 생산과 동시에 소비가 이루어져야 하는 특징이 있다. 전력생산자와 소비자가 구분되어있는 단 방향(One way) 구조에서는 전력 수요에 대해 민감하게 반응할 수 없으므로 현재 수요량보다 많은 양을 생산해야 한다. 또한 전력 수요가 집중되는 최대(Peak)부하를 감당하기 위해 여분의 발전시설을 구축해야 하며, 최대부하가 아닌 경우 낭비로 이어지게 된다.Existing power systems are unable to efficiently manage supply and demand due to the absence of information exchange systems between power producers and consumers. The existing power management method is characterized in that power producers and consumers are separated, and there is a limit in the technology for storing power energy, so consumption must be performed simultaneously with production. In a one-way structure in which electricity producers and consumers are separated, they cannot respond sensitively to electricity demand, so they must produce more than the current demand. In addition, an extra power generation facility must be built to handle the peak load, where electricity demand is concentrated, and if it is not the maximum load, it will lead to waste.

이러한 낭비를 해결하기 위해 스마트 그리드가 도입되고 있는 추세이다. 스마트 그리드는 전기 생산, 유통, 소비 과정에 정보통신기술(ICT)를 융합하여 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 전력 정보를 교환을 통해 효율적 전력 운용이 가능한 차세대 지능형 전력망이다. 스마트그리드가 등장하면서 고전적인 전력관리 방식보다 에너지의 낭비를 줄일 수 있었지만 중앙관리가 필수적이다.To solve this waste, a smart grid is being introduced. The smart grid is a next-generation intelligent power grid that enables efficient power operation by integrating information and communication technology (ICT) into electricity production, distribution, and consumption processes, allowing power providers and consumers to exchange real-time power information in both directions. With the advent of Smart Grid, it was possible to reduce the waste of energy than the classic power management method, but central management is essential.

최근 효율적인 전력관리를 위해 공급자와 소비자가 나뉜 단 방향 구성에서 소비자가 공급자가 될 수 있는 프로슈머(Prosumer)의 개념이 포함된 마이크로그리드(Microgrid) 환경이 등장한다. 마이크로그리드 환경에서 사용자는 전력을 생산하고 필요에 의해 전력을 판매할 수 있으며, 또한 다른 사용자가 생산한 전력을 구매할 수 있다.Recently, a microgrid environment that includes a concept of a prosumer that a consumer can become a supplier in a unidirectional configuration in which the supplier and the consumer are divided for efficient power management has emerged. In a microgrid environment, users can generate power and sell power as needed, and also purchase power generated by other users.

블록체인은 분산 네트워크 환경에서 신뢰할 수 있는 데이터 공유 기술로 각광받고 있다. 최초의 블록체인은 2009년 사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)의 논문에서 Bitcoin 암호화폐 거래를 실현시킬 수 있는 기술로 제안 되었다. 1 세대 블록체인 기술은 암호화폐(Cryptocurrency) 거래를 실현하기 위한 분산원장기술(DLT, Distribution Ledger Technology)로 발전하였다. 2세대에서 들어서면서 분산 네트워크 환경에서도 신뢰할 수 있는 코드실행 기술인 스마트 컨트랙트가 도입 되었다. 이를 통해 다양한 조건을 갖는 계약이 중앙 시스템이나 인간의 개입이 없이 실행되어 신뢰할 수 없는 개체가 스마트 컨트랙트를 신뢰하여 계약이 진행될 수 있도록 보장한다.Blockchain is in the spotlight as a reliable data sharing technology in a distributed network environment. The first blockchain was proposed in 2009 by Satoshi Nakamoto's paper as a technology capable of realizing Bitcoin cryptocurrency trading. The first-generation blockchain technology has developed into a distributed ledger technology (DLT) for realizing cryptocurrency transactions. In the 2nd generation, smart contracts, a reliable code execution technology even in a distributed network environment, were introduced. This ensures that contracts with various conditions are executed without a central system or human intervention, so that untrusted entities can trust smart contracts to allow contracts to proceed.

제안된 발명은 마이크로그리드 환경에서 전력을 생산한 사용자가 기존의 중앙 집중방식의 전력거래가 아닌 블록체인을 활용하여 사용자간에 탈 중앙화된 투명하고 안전한 전력거래를 할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The proposed invention aims to provide a method for a user who has generated power in a microgrid environment to conduct a decentralized transparent and safe power transaction between users by utilizing a blockchain rather than an existing centralized power transaction. .

또한 제안된 발명은 블록체인의 스마트 컨트랙트를 활용한 경매를 통하여 자동화된 방식으로 최선의 가격을 탐색하여 전력거래를 체결하고 거래 결과에 따라 사용자간 전력을 공급하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the proposed invention aims to provide a method of searching for the best price in an automated manner through an auction using a smart contract of a blockchain to conclude a power transaction and supply power between users according to the transaction results.

일 양상에 따르면, 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템은 복수의 스마트 미터기와 복수의 풀 노드 서버를 포함한다.According to one aspect, the blockchain smart contract-based power transaction system includes a plurality of smart meters and a plurality of full node servers.

스마트 미터기는 블록체인 네트워크에 라이트 노드로 참여하고, 전력을 생산한 판매자가 작성한 경매 조건이 설정된 스마트 컨트랙트를 블록체인에 전송하고 실행하여 경매를 개시하거나, 전력을 구매하려는 구매자가 경매 조건을 확인하고 스마트 컨트랙트를 실행하여 입찰을 위한 트랜잭션을 생성하여 블록체인 네트워크에 전송하여 입찰을 시도한다.The smart meter participates as a light node in the blockchain network, initiates an auction by sending and executing a smart contract with the auction conditions set by the seller who generated electricity to the blockchain, or the buyer who wants to purchase power checks the auction conditions It executes a smart contract to create a transaction for bidding and sends it to the blockchain network to try to bid.

풀 노드 서버는 블록체인 네트워크에 풀 노드로 참여하여 모든 블록체인 데이터를 유지하고, 스마트 미터기가 전송한 트랜잭션을 합의 알고리즘을 수행하여 블록을 생성하고 블록체인에 추가한다. 또한, 스마트 미터기 전송하는 경매와 관련한 트랜잭션으로 블록으로 생성하고 블록체인에 추가한다.The full node server participates as a full node in the blockchain network to maintain all blockchain data, and creates a block and adds it to the blockchain by performing a consensus algorithm on the transaction sent by the smart meter. In addition, it is created as a block as a transaction related to the auction transmitted by the smart meter and added to the blockchain.

일 양상에 따르면, 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력 경매 방법은 스마트 컨트랙트에 정의되어 실행되는 초기화 단계와, 입찰 단계와, 낙찰 단계와, 회수 단계를 포함한다.According to an aspect, the blockchain smart contract-based power auction method includes an initialization step, a bidding step, a successful bidding step, and a retrieving step defined and executed in the smart contract.

초기화 단계는 컨트랙트를 정의하는 트랜잭션을 블록체인에 전송하는 과정으로, 판매자의 스마트 미터기에서 경매 조건이 설정된 스마트 컨트랙트를 블록체인으로 전송한다.The initialization step is a process of transmitting a transaction defining a contract to the blockchain, and a smart contract with auction conditions is transmitted from the seller's smart meter to the blockchain.

입찰 단계는 구매자의 스마트 미터기에서 블록체인 트랜잭션을 통해 스마트 컨트랙트의 입찰 모듈을 호출하여 입찰가를 제시한다.In the bidding step, the bidding module of the smart contract is called through the blockchain transaction on the smart meter of the buyer to present the bid.

낙찰 단계는 판매자의 스마트 미터기에서 경매 조건에 설정된 경매 시간이 종료되면 블록체인 트랜잭션을 통해 스마트 컨트랙트의 낙찰 모듈을 호출하여 낙찰자를 선정한다.The successful bidding stage selects the successful bidder by invoking the successful bidding module of the smart contract through the blockchain transaction when the auction time set in the auction conditions in the seller's smart meter ends.

회수 단계는 입찰을 한 구매자들의 스마트 미터기에서 블록체인 트랜잭션을 통해 스마트 컨트랙트의 회수 모듈을 호출하여 입찰금을 회수한다.The payback step collects the bid by calling the payback module of the smart contract through the blockchain transaction on the smart meter of the buyers who have bid.

발명의 추가적 양상에 따르면, 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력 경매 방법은 전력공급 단계를 더 포함한다.According to a further aspect of the invention, the blockchain smart contract-based power auction method further includes a power supply step.

전력공급 단계는 경매 종료 후 경매 조건에 설정된 공급시간과 공급량에 따라 판매자의 스마트 미터기에서 낙찰자의 스마트 미터기로 전력을 공급한다.After the auction ends, the power is supplied from the seller's smart meter to the successful bidder's smart meter according to the supply time and supply amount set in the auction conditions.

발명의 또 다른 양상에 따르면, 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력 경매 방법은 복수의 판매자와 복수의 구매자에 의해 연속적으로 동시에 경매가 진행될 수 있다.According to another aspect of the invention, the block chain smart contract-based power auction method can be auctioned simultaneously and sequentially by a plurality of sellers and a plurality of buyers.

제안된 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템은 마이크로그리드 환경에서 전력을 생산한 사용자가 기존의 중앙 집중방식의 전력거래가 아닌 블록체인을 활용하여 사용자간에 탈 중앙화된 투명하고 안전한 전력거래를 할 수 있다.The proposed blockchain smart contract-based power transaction system enables users who produce power in a micro-grid environment to conduct decentralized, transparent and safe power transactions between users by utilizing blockchain rather than existing centralized power transaction. .

또한 제안된 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템은 블록체인의 스마트 컨트랙트를 활용한 경매를 통하여 자동화된 방식으로 최선의 가격을 탐색하여 전력거래를 체결하고 거래 결과에 따라 사용자간 전력을 공급할 수 있다.In addition, the proposed blockchain smart contract-based power trading system can automate and search for the best price through an auction utilizing the smart contract of the blockchain to sign power transactions and supply power between users according to the transaction results. .

도 1은 이더리움 블록체인 네트워크 구조에 대한 개념도이다.
도 2는 경매의 유형 분류도이다.
도 3은 이더리움 블록체인 기반의 마이크로그리드 환경의 전력거래 시스템의 개념도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 경매 진행 절차에 대한 절차도이다.
도 5는 솔리디티로 작성된 스마트 컨트랙트의 예시 코드이다.
1 is a conceptual diagram of the Ethereum blockchain network structure.
2 is a type classification diagram of an auction.
3 is a conceptual diagram of a power transaction system in a microgrid environment based on the Ethereum blockchain.
4 is a process diagram for an auction proceeding according to an embodiment.
5 is an example code of a smart contract written in solidity.

전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시 예들을 통해 구체화된다. 각 실시 예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시 예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 블록도의 각 블록은 어느 경우에 있어서 물리적인 부품을 표현할 수 있으나 또 다른 경우에 있어서 하나의 물리적인 부품의 기능의 일부 혹은 복수의 물리적인 부품에 걸친 기능의 논리적인 표현일 수 있다. 때로는 블록 혹은 그 일부의 실체는 프로그램 명령어들의 집합(set)일 수 있다. 이러한 블록들은 전부 혹은 일부가 하드웨어, 소프트웨어 혹은 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.The foregoing, and additional aspects are embodied through embodiments described with reference to the accompanying drawings. It is understood that various combinations of elements in each embodiment are possible within the embodiment, unless otherwise stated or contradictory to each other. Each block in the block diagram may represent a physical component in some cases, but in another case, it may be a logical expression of a function of one physical component or a plurality of physical components. Sometimes the entity of a block or part of it may be a set of program instructions. All or some of these blocks may be implemented by hardware, software, or a combination thereof.

마이크로그리드(Microgrid)는 스마트 그리드(Smart Grid)에서 에너지 프로슈머의 개념이 추가되는 탈 중앙화된 전력관리 방식이다. 에너지 프로슈머란 기반시설(예: 화력발전소, 원자력발전소, 수력발전소 등)을 통해 전력을 생산하는 기존의 전력생산자외에 소규모 발전(예: 태양광, 풍력 등)을 통해 전력을 생산하고 동시에 전력 소비가 가능한 사람을 의미한다. 에너지 프로슈머가 등장하면서 개인간 전력거래가 요구되고, 에너지 프로슈머간 실시간으로 전력 수요와 전력 공급에 대한 정보교환을 통한 전력공급으로 에너지 손실을 최소화할 수 있다. 하지만 개별 에너지 프로슈머가 중앙 신뢰기관에 의존하지 않고 자율적인 거래를 시행할 수 있는 환경이 없는 실정이다. Microgrid is a decentralized power management method that adds the concept of an energy prosumer to a smart grid. Energy Prosumer is an existing power producer that produces electricity through infrastructure (eg, thermal power plants, nuclear power plants, hydro power plants, etc.). It means a possible person. With the emergence of energy prosumers, power transactions between individuals are required, and energy loss can be minimized by supplying power by exchanging information on power demand and power supply in real time between energy prosumers. However, there is no environment where individual energy prosumers can execute autonomous transactions without relying on a central trust agency.

도 1은 이더리움 블록체인 네트워크 구조에 대한 개념도이다. 이더리움은 2015년 출시된 차세대 스마트 계약 분산 응용프로그램 기술이며 스위스를 거점으로 하는 Ethereum Foundation에서 개발이 진행되고 있는 오픈 소스 프로젝트이다. 이더리움은 가상 통화 이외의 영역에서 사용하기에 어려움이 있는 종래의 블록체인 기반 기술과는 달리 솔리디티 등의 튜링 완정성(Turing-Completeness)을 갖춘 확장용 언어를 갖추고 있어 스마트 컨트랙트를 쉽고 간단하게 프로그램으로 만들 수 있다.1 is a conceptual diagram of the Ethereum blockchain network structure. Ethereum is a next-generation smart contract distributed application technology launched in 2015 and is an open source project under development at the Ethereum Foundation based in Switzerland. Ethereum is equipped with an extension language with Turing-Completeness, such as Solidity, unlike conventional blockchain-based technology, which is difficult to use in areas other than virtual currency, making smart contracts easy and simple It can be made into a program.

이더리움은 비트코인과 마찬가기로 P2P 네트워크 상에서 거래 이력을 블록체인에 기록하는 한편 스마트 컨트랙트 그 자체나 실행 이력 또한 기록할 수 있는 특징이 있다. Ethereum, like Bitcoin, has the feature of recording the transaction history on the P2P network on the blockchain while also recording the smart contract itself or execution history.

도 1에 도시된 퍼블릭 이더리움의 구조에 나타난 바와 같이 이더리움 블록체인을 구성하는 노드는 풀 노드(Full node)와 라이트 노드(Light node)로 구분된다. 풀 노드는 모든 블록체인 데이터를 유지하고, 합의알고리즘을 수행하여 이더리움 네트워크를 동작시키고 진행하는 역할을 통해 이익(블록 보상, 수수료)을 얻고, 라이트 노드는 분산 애플리케이션을 이더리움 플랫폼에서 실행하고 수수료를 지불한다.As shown in the structure of the public Ethereum shown in FIG. 1, the nodes constituting the Ethereum blockchain are divided into a full node and a light node. The full node maintains all blockchain data, performs consensus algorithms to operate the Ethereum network, and earns profits (block rewards, fees) through the role of running, and the light node runs distributed applications on the Ethereum platform and charges fees. To pay.

도 2는 경매의 유형 분류도이다. 경매의 유형은 도 2에 도시된 바와 같이 경매가 동시에 진행되는 수에 따라 단일경매(Single Auction)와 다중경매(Double Auction) 유형으로 구분되고, 경매 진행 정보의 공개 여부에 따라 비공개 입찰(Sealed Bid)과 공개 입찰(Outcry)방식으로 구분 된다2 is a type classification diagram of an auction. As shown in FIG. 2, the types of auctions are divided into single auction and double auction types according to the number of simultaneous auctions, and closed bids according to whether auction progress information is disclosed or not. ) And public tender (Outcry)

최고가 비공개 입찰 경매(First Price Sealed Bid Auction, FPSB)는 입찰자들이 비공개로 제시한 입찰 가격 중 최고 입찰가격을 제시한 입찰자가 낙찰자로 결정되는 단일 경매 방식이다.First Price Sealed Bid Auction (FPSB) is a single auction method in which the bidder who presents the highest bidding price among bidding prices offered by bidders is determined as the successful bidder.

네덜란드식 경매(Dutch Auction)는 판매자가 높은 가격에서 시작하여 경매가격을 점차 낮춰가는 방식으로, 입찰자 중 한명이 낙찰하는 방식이다.Dutch Auction is a method in which a seller starts at a high price and gradually lowers the auction price, and one of the bidders wins.

영국식 경매(English Auction)는 입찰자들은 서로 경쟁하며 더 높은 가격을 제시하고, 최종적으로 가장 높은 가격을 제시한 입찰자를 낙찰하는 방식이다.In English Auction, bidders compete with each other, offer higher prices, and finally win bidders who have offered the highest price.

비공개입찰 다중 경매(Sealed-bid Double Auction, SDA)는 일정한 시간동안 판매자와 구매자로부터 동시에 비공개 입찰을 받아 낙찰자와 낙찰가를 결정하는 다중경매 방식이다.Sealed-bid Double Auction (SDA) is a multi-auction method that determines the successful bidders and successful bidders by simultaneously receiving private bids from sellers and buyers for a certain period of time.

연속다중경매(Continuous Double Auction, CDA)는 다수의 판매자와 구매자가 임의로 원하는 시간에 입찰하고 낙찰하는 방식으로 계속 진행된다.Continuous Double Auction (CDA) continues to be conducted by bidding and winning at a time desired by multiple sellers and buyers.

도 3은 이더리움 블록체인 기반의 마이크로그리드 환경의 전력거래 시스템의 개념도이다. 일 양상에 따른 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템은 복수의 스마트 미터기(100)와, 복수의 풀 노드 서버(200)를 포함하여 마이크로그리드환경에서의 전력 경매를 탈 중앙화된 애플리케이션 실행을 보장하는 블록체인의 스마트 컨트랙트 기술을 활용하여 경매를 실행한다. 3 is a conceptual diagram of a power transaction system in a microgrid environment based on the Ethereum blockchain. The blockchain smart contract-based power transaction system according to an aspect includes a plurality of smart meters 100 and a plurality of full-node servers 200 to ensure decentralized application execution in power auction in a microgrid environment. The auction is executed using the smart contract technology of the blockchain.

스마트 미터기(100)는 마이크로그리드 환경에서 프로슈머가 사용하는 임베디드 장비로 전력의 공급량과 수요량 정보를 공유하여, 전력관리 시스템을 효율적으로 운영할 수 있도록 한다. 스마트 미터기(100)는 외부와 네트워크 통신을 할 수 있는 기능을 포함한다.The smart meter 100 is an embedded device used by a prosumer in a microgrid environment and shares power supply and demand information to efficiently operate a power management system. The smart meter 100 includes a function to perform network communication with the outside.

또한 스마트 미터기(100)는 블록체인 네트워크에 라이트 노드로 참여한다. 즉, 블록체인 네트워크에 연결하되 모든 블록체인 데이터를 유지 관리하지 않고, 블록을 블록체인에 추가하기 위한 합의 알고리즘에도 관여하지 않는다. 다만, 블록체인 네트워크로 트랜잭션을 생성하여 전송하거나, 블록체인에 등록된 스마트 컨트랙트를 블록체인 클라이언트 소프트웨어에 포함된 블록체인 가상 머신에서 실행할 수 있다. 따라서, 스마트 미터기(100)는 블록체인 네트워크에 연결하기 위하여 블록체인 클라이언트 소프트웨어가 설치되어 있어야 한다. 발명의 양상에 따라서는 블록체인 기술로 이더리움이 사용될 수 있으며, 이더리움이 사용되는 경우에는 Go 언어로 개발된 go-etherium(geth)가 설치되어 실행될 수 있다. 이 경우 스마트 컨트랙트의 실행 환경은 이더리움 가상 머신(Ethereum Virtual Machine, EVM)이 되며 이더리움 클라이언트 소프트웨어에 포함되어 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 이더리움 클라이언트가 C++, 파이썬 등 다른 언어로 개발된 것을 사용할 수 있으며, 다른 스마트 컨트랙트를 지원하는 블록체인 기술이 사용될 수 있다.In addition, the smart meter 100 participates as a light node in the blockchain network. That is, it connects to the blockchain network but does not maintain all blockchain data, and does not participate in the consensus algorithm for adding blocks to the blockchain. However, it is possible to create and send a transaction to the blockchain network, or execute a smart contract registered in the blockchain on the blockchain virtual machine included in the blockchain client software. Therefore, the smart meter 100 must have blockchain client software installed in order to connect to the blockchain network. Depending on the aspect of the invention, Ethereum may be used as a blockchain technology, and when Ethereum is used, go-etherium (geth) developed in Go language may be installed and executed. In this case, the execution environment of the smart contract becomes the Ethereum Virtual Machine (EVM) and is included in the Ethereum client software. However, the present invention is not limited to this, and the Ethereum client can use one developed in other languages such as C++ and Python, and a blockchain technology supporting other smart contracts can be used.

스마트 미터기(100)는 경매 조건과 경매 실행 코드가 정의된 스마트 컨트랙트를 실행하여 경매를 개시한다. 이 경우의 스마트 미터기(100)는 생산된 전력을 판매하려는 판매자의 스마트 미터기(100)이며, 경매 조건의 입력과 경매를 위한 스마트 컨트랙트 코드를 작성할 수 있는 유저 인터페이스를 제공한다. 발명의 양상에 따라서는, 스마트 미터기(100)가 터치 스크린을 포함하여, 조건 입력 UI와 스마트 컨트랙트 작성 UI를 제공할 수 있고, 사용자가 보유한 스마트 기기 또는 PC 등에서 실행되는 어플리케이션(또는 콘솔 어플리케이션)을 통해 스마트 미터기(100)에 접속하여 경매 조건과 스마트 컨트랙트 코드를 작성할 수 있다. 또 다른 양상으로는 스마트 미터기(100)에 웹 서버가 설치되어 웹 소켓을 통해 제공되는 UI를 통해 경매 조건의 입력 또는 스마트 컨트랙트 코드의 작성을 할 수 있다.The smart meter 100 starts an auction by executing a smart contract in which auction conditions and auction execution codes are defined. The smart meter 100 in this case is a smart meter 100 of a seller who wants to sell the produced power, and provides a user interface for inputting auction conditions and writing smart contract codes for auction. According to an aspect of the invention, the smart meter 100 may provide a condition input UI and a smart contract creation UI, including a touch screen, and an application (or console application) executed on a smart device or PC owned by a user. Through the connection to the smart meter 100, auction conditions and smart contract codes can be created. In another aspect, a web server is installed on the smart meter 100 and input of auction conditions or creation of a smart contract code may be performed through a UI provided through a web socket.

경매 조건은 판매전력량과, 전력 공급 시각, 최소가, 경매시작 시각을 포함할 수 있다. 경매 조건은 스마트 컨트랙트 코드에 대한 초기 설정 값으로도 사용될 수 있다. 아래의 <표 1>은 스마트 컨트랙트에서 사용되는 조건(변수)의 초기값의 예시를 보여준다.Auction conditions may include sales power amount, power supply time, minimum price, and auction start time. The auction conditions can also be used as initial settings for the smart contract code. <Table 1> below shows an example of the initial value of a condition (variable) used in a smart contract.

변수명Variable name 기능function value auctionTypeauctionType 컨트랙트의 경매유형Auction type of contract 1 (공개형 경매)1 (public auction) beneficiarybeneficiary 수혜자Beneficiary 판매자의 주소Seller's Address auctionStartauctionStart 경매시작 시각Auction start time t1 (컨트랙트가 블록체인에 등록되는 시각)t 1 (time when the contract is registered on the blockchain) biddingTimebiddingTime 경매진행 시간Auction time t2(경매를 진행할 시간)t 2 (time to proceed with the auction) minmin 판매자 설정 최소가Seller setting minimum price 30 ethers30 ethers powerpower 판매 전력량Sales power 100 kW100 kW powerStartpowerStart 전력공급 시작시각Power supply start time t3(판매자 지정 공급 시작시각)t 3 (Seller-specified supply start time) powerEndpowerEnd 전력공급 종료시각Power supply end time t4(판매자 지정 공급 종료시각)t 4 (Seller supply end time) highestBidderhighestBidder 최고가 제시자The highest price presenter -- highestBidhighestBid 현재 최고 입찰가Current highest bid -- endedended 경매 종료 여부Whether the auction ends 0 (종료 시 1)0 (1 at the end)

<표 1>에 나타난 값으로 변수가 초기화되어 스마트 컨트랙트가 실행된다. 단, t1은 컨트랙트가 블록체인에 전송되어 합의 알고리즘을 거쳐 등록될 때 등록되는 시각이 설정될 수 있다. 이후 highestBidder, highestBid, ended 변수가 실행 중 변경되며, 입찰시 더 높은 입찰금을 제시한 구매자의 주소와 입찰 금액이 각각 highestBidder와 highestBid에 반영된다. ended는 낙찰 시에 판매자가 경매 종료를 명시하기 위하여 1로 설정한다.Variables are initialized with the values shown in <Table 1> to execute the smart contract. However, t 1 may be set when the contract is transmitted to the blockchain and registered through the consensus algorithm. After that, the highestBidder, highestBid, and ended variables are changed during execution, and the highest bidder's address and bid amount are reflected in highestBidder and highestBid, respectively, when the bid is higher. ended is set to 1 to indicate the end of the auction by the seller at the successful bid.

또한 스마트 미터기(100)는 스마트 컨트랙트의 경매 조건을 확인하고 실행하여 입찰을 시도한다. 이 경우의 스마트 미터기(100)는 전력을 구매하려는 구매자의 스마트 미터이며, 원하는 조건을 입력하여 경매를 검색할 수 있는 유저 인터페이스와 검색된 경매에 입찰가를 제공하며 입찰을 시도할 수 있는 유저 인터페이스를 제공한다. 발명의 양상에 따라서는, 스마트 미터기(100)가 터치 스크린을 포함하여, 검색 UI와 입찰 UI를 제공할 수 있고, 사용자가 보유한 스마트 기기 또는 PC 등에서 실행되는 어플리케이션을 통해 스마트 미터기(100)에 접속하여 검색하거나 입찰가를 제공하며 입찰할 수 있다. 또 다른 양상으로는 스마트 미터기(100)에 웹 서버가 설치되어 웹 소켓을 통해 제공되는 UI를 통해 검색 또는 입찰을 할 수 있다.In addition, the smart meter 100 attempts a bid by checking and executing the auction conditions of the smart contract. In this case, the smart meter 100 is a smart meter of a buyer who wants to purchase power, and provides a user interface to search for an auction by entering desired conditions, and a user interface to provide a bid for the searched auction and attempt to bid. do. According to an aspect of the invention, the smart meter 100 may provide a search UI and a bidding UI, including a touch screen, and access the smart meter 100 through an application running on a smart device or a PC owned by the user. You can either search or offer bids and bid. In another aspect, a web server is installed on the smart meter 100 to search or bid through a UI provided through a web socket.

블록체인 네트워크에 참여하는 스마트 미터기(100)의 수는 제한되지 않으며 마이크로그리드 환경에 포함되는 프로슈머의 수만큼 스마트 미터기(100) 또한 존재할 수 있다. 또한 스마트 미터기(100)는 판매자용과 구매자용이 구분되지 않는다. 동일한 장비이며 역할에 따라 해당 경매에서 실행되는 기능이 구분된다.The number of smart meters 100 participating in the blockchain network is not limited, and the smart meters 100 may also exist as many as the number of prosumers included in the microgrid environment. In addition, the smart meter 100 is not divided for the seller and the buyer. It is the same equipment and the functions executed at the auction are classified according to the role.

풀 노드(Full node) 서버는 블록체인 네트워크에 참여하여 모든 블록체인 데이터를 다운받아 유지하는 노드이다. 따라서, 다른 노드의 도움없이 스스로 거래의 검증이 가능하다. 또한 스마트 미터기(100)로부터 스마트 컨트랙트 및 트랜잭션들을 받아 이를 포함하는 블록을 생성하여 해당 블록을 블록체인에 추가하는 합의 알고리즘을 수행하여 블록체인 네트워크를 동작시키는 역할을 수행한다. 풀 노드 서버(200)는 전력거래 환경을 제공하는 환경 제공자가 컴퓨팅 파워를 제공하고 프로슈머들로부터 수수료를 받는다. 풀 노드 서버(200)는 블록체인 네트워크에 복수로 존재하여 합의 알고리즘을 수행하므로 적어도 2 이상 존재하여야 한다.A full node server is a node that participates in the blockchain network to download and maintain all blockchain data. Therefore, it is possible to verify the transaction by itself without the help of other nodes. In addition, it receives the smart contracts and transactions from the smart meter 100 and creates a block containing them to perform a consensus algorithm that adds the block to the blockchain to operate the blockchain network. In the full node server 200, an environment provider providing a power trading environment provides computing power and receives a fee from prosumers. Since the full node server 200 exists in a plurality of blockchain networks to perform the consensus algorithm, it must exist at least two.

합의 알고리즘은 P2P 네트워크와 같이 정보 도달에 시간차가 있는 네트워크에서 참가자가 하나의 결과에 대한 합의를 얻기 위한 알고리즘이다. 블록체인은 각 노드에서 만든 블록의 정당성을 검토하고 네트워크 전체에서 공유하는 블록체인인에 반영하기 위해 합의 알고리즘을 사용한다.The consensus algorithm is an algorithm for participants to obtain consensus on a single result in a network having a time difference in information arrival, such as a P2P network. Blockchain uses a consensus algorithm to review the legitimacy of the blocks created by each node and reflect them on the blockchain being shared across the network.

합의 알고리즘은 작업 증명(Proof of Work, PoW) 또는 지분 증명(Proof of Stake, PoS)이 사용될 수 있다. 작업 증명은 블록체인 네트워크에 참여한 풀 노드들이 독자적으로 컴퓨팅 파워를 사용하여 새로운 블록에 대한 블록해시를 특정 목표보다 작거나 같게 계산하여 새로운 블록을 블록체인에 추가하는 작업을 완료했음을 증명하는 방식을 사용한다. 지분 증명은 컴퓨팅 파워가 아닌 자신이 가진 지분을 통해 블록을 생성하여 블록체인에 추가한다. 즉, 더 많은 지분을 가진 풀 노드 서버(200)에 의해 블록이 생성되어 블록체인에 추가될 확률이 높아진다.The consensus algorithm may be Proof of Work (PoW) or Proof of Stake (PoS). Proof of work is a way to prove that the full nodes participating in the blockchain network have independently completed the task of adding the new block to the blockchain by computing the block hash for the new block less than or equal to a specific target using computing power. use. Proof-of-stake creates blocks from their own shares rather than computing power and adds them to the blockchain. That is, the probability of a block being created and added to the blockchain by the full node server 200 having a greater stake increases.

풀 노드 서버(200)는 블록체인 클라이언트 소프트웨어가 설치된 서버로 설치된 블록체인 클라이언트 소프트웨어가 풀 노드로 동작하도록 설정되어 있다.The full node server 200 is a server on which the blockchain client software is installed, and the installed blockchain client software is set to operate as a full node.

또 다른 양상에 따른 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템에서 사용되는 스마트 컨트랙트는 초기화 모듈과, 입찰 모듈과, 낙찰 모듈과, 회수 모듈을 포함할 수 있다.A smart contract used in a power transaction system based on a blockchain smart contract according to another aspect may include an initialization module, a bidding module, a successful bidding module, and a recovery module.

초기화 모듈은 스마트 컨트랙트 형태의 경매 컨트랙트의 초기화 기능을 수행하는 함수로 구현된다. 초기화 모듈은 컨트랙트를 정의하고 블록체인에 전송한다. 초기화 모듈은 전력을 판매하는 프로슈머가 판매전력량과 공급 시각, 최소가, 경매 시간 등을 포함하는 경매조건을 명시하여 스마트 컨트랙트를 정의하고 경매를 시작하는 기능이다.The initialization module is implemented as a function that performs the initialization function of the smart contract type auction contract. The initialization module defines the contract and sends it to the blockchain. The initialization module is a function in which a prosumer who sells electricity defines a smart contract by specifying the auction conditions including the amount of sales power, supply time, minimum price, auction time, etc., and starts an auction.

입찰 모듈은 스마트 컨트랙트 형태의 경매 컨트랙트에서 경매에 입찰하는 기능을 수행하는 함수로 구현된다. 입찰 모듈은 경매조건을 확인하고 입찰을 시도한다. 전력을 구매하려는 프로슈머들이 경매의 조건을 확인하고 입찰을 하는 기능이다.The bidding module is implemented as a function that performs a function of bidding on an auction in an auction contract in the form of a smart contract. The bidding module checks the auction conditions and tries to bid. This is a function for prosumers who want to purchase electricity to check the conditions of the auction and bid.

낙찰 모듈은 스마트 컨트랙트 형태의 경매 컨트랙트에서 경매를 종료하는 기능을 수행하는 함수로 구현된다. 낙찰 모듈은 낙찰자를 선정하고 경매를 종료한다. 낙찰 모듈은 판매자가 지정한 경매 시간이 종료되면 최고가를 제시한 입찰자를 선정하고, 환경 제공자에게 수수료를 지급하고 경매 종료를 알린다.The winning bid module is implemented as a function that performs a function of ending an auction in a smart contract-type auction contract. The winning bid module selects the winning bidders and ends the auction. The winning bid module selects a bidder who presents the highest price when the auction time designated by the seller ends, pays a fee to the environmental provider, and informs the end of the auction.

회수 모듈은 스마트 컨트랙트 형태의 경매 컨트랙트에서 경매 종료 후 입찰자들이 입찰금 잔액을 회수하는 기능을 수행하는 함수로 구현된다. 낙찰되지 않은 입찰자 각각이 회수 모듈을 통해 낙찰된 입찰에 대하여 입찰금 잔액을 회수한다.The payback module is implemented as a function that performs a function for the bidders to recover the balance of the bid after the auction ends in the smart contract type auction contract. Each unbidden bidder collects the balance of the bid for the successful bid through the recovery module.

스마트 컨트랙트가 포함하는 각각의 모듈들은 블록체인의 블록에 등록되어 각 프로슈머들의 스마트 미터기(100)들에 공유된다. 따라서, 스마트 컨트랙트를 작성한 스마트 미터기(100)가 다른 스마트 미터기(100)를 별도로 제공할 필요가 없다. 경매에 참여하는 각각의 구매자(입찰자)들은 자기의 스마트 미터기(100)에 설치된 블록체인 클라이언트 소프트웨어의 가상 실행환경을 통해 스마트 컨트랙트를 실행한다. 발명의 양상에 따라서는 블록체인 기술로 이더리움이 사용될 수 있으며, 이더리움이 사용되는 경우에는 스마트 미터기(100)에는 Go 언어로 개발된 go-etherium(geth)가 설치될 수 있다. 이 경우 스마트 컨트랙트의 실행 환경은 이더리움 가상 머신(Ethereum Virtual Machine, EVM)이 되며 이는 이더리움 클라이언트 소프트웨어에 포함되어 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 이더리움 클라이언트가 C++, 파이썬 등 다른 언어로 개발된 것을 사용할 수 있으며, 다른 스마트 컨트랙트를 지원하는 블록체인 기술이 사용될 수 있다.Each module included in the smart contract is registered in the block of the blockchain and shared with the smart meters 100 of each prosumer. Therefore, it is not necessary for the smart meter 100 having created the smart contract to provide another smart meter 100 separately. Each buyer (bidder) participating in the auction executes a smart contract through the virtual execution environment of the blockchain client software installed on his smart meter 100. Depending on the aspect of the invention, Ethereum may be used as a blockchain technology, and when Ethereum is used, a go-etherium (geth) developed in the Go language may be installed in the smart meter 100. In this case, the execution environment of the smart contract becomes the Ethereum Virtual Machine (EVM), which is included in the Ethereum client software. However, the present invention is not limited to this, and the Ethereum client can use one developed in other languages such as C++ and Python, and a blockchain technology supporting other smart contracts can be used.

또 다른 양상에 따른 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템에서 사용되는 스마트 컨트랙트가 실행하는 경매는 구매자가 동일한 경매에 대하여 복수의 입찰 시도 시 각각의 입찰금이 경매에 동결된다.In an auction executed by a smart contract used in a power transaction system based on a blockchain smart contract according to another aspect, when a buyer attempts multiple bids for the same auction, each bid is frozen in the auction.

즉, 전력을 구매하려는 구매자인 입찰자가 동일한 경매에 대하여 복수의 입찰을 시도하는 경우 각각의 입찰에 해당하는 입찰금들의 합에 해당하는 금액을 입찰자가 보유하고 있어야 입찰이 가능해진다. 예를 들어, 동일한 입찰자가 동일한 경매에 대하여 50에 해당하는 입찰을 시도하고, 이후에 60에 해당하는 입찰을 다시 시도하기 위해서는 총 110에 해당하는 금액을 보유하고 있어야 한다. 이러한 동결 기능은 구매자들의 과도한 입찰 시도를 막아 경매가 과열되는 것을 방지할 수 있고, 입찰금 변화량을 소량으로하여 경매가 진행되어 과도한 트랜잭션이 발생되는 것을 완화할 수 있다.That is, when a bidder who is a buyer who intends to purchase electric power attempts multiple bidding for the same auction, the bidding is possible only when the bidder has an amount corresponding to the sum of bids corresponding to each bidding. For example, in order for the same bidder to attempt a bid for 50 for the same auction, and then to try again for a bid for 60, a total of 110 must be held. Such a freezing function can prevent excessive bidding by buyers and prevent auctions from overheating, and a small amount of change in the bid amount can be used to alleviate excessive transactions due to auctions.

또 다른 양상에 따른 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템은 경매 결과에 따라 판매자로부터 구매자에게 판매한 전력을 공급하는 전력 공급 기능을 포함한다.According to another aspect, the block chain smart contract-based power transaction system includes a power supply function that supplies power sold from a seller to a buyer according to auction results.

전력 공급 기능은 스마트 컨트랙트를 정의하고 경매를 개시한 판매자의 스마트 미터기(100)가 경매 종료 후 판매한 전력 공급량을 공급 시간에 맞춰 낙찰자의 스마트 미터기(100)에 전력을 공급할 수 있다. 전력 공급 기능은 스마트 컨트랙트에 구현되지 않고 스마트 미터기(100)에 구현된다.The power supply function may define a smart contract and supply power to the successful bidder's smart meter 100 in accordance with the supply time of the sold electricity meter sold by the seller's smart meter 100 after the auction ends. The power supply function is not implemented in the smart contract, but is implemented in the smart meter 100.

일 실시 예에 따른 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력 경매 방법은 초기화 단계와, 입찰 단계와, 낙찰 단계와, 회수 단계를 포함한다.The block chain smart contract based power auction method according to an embodiment includes an initialization step, a bidding step, a successful bidding step, and a retrieving step.

초기화 단계는 판매자의 스마트 미터기(100)에서 경매 조건이 설정된 스마트 컨트랙트를 블록체인으로 전송하여 경매를 개시한다. 초기화 단계는 스마트 컨트랙트 형태의 경매 컨트랙트의 초기화 기능을 수행하는 함수(생성자 함수)를 호출하여 실행된다. 초기화 단계는 전력을 판매하는 프로슈머가 판매전력량과 공급 시각, 최소가, 경매 시간 등을 포함하는 경매조건을 명시하여 스마트 컨트랙트를 정의하고 경매를 시작하는 기능을 수행하는 단계이다.In the initializing step, the smart meter 100 of the seller sends the smart contract with the auction conditions set to the blockchain to start the auction. The initialization step is executed by calling a function (constructor function) that performs the initialization function of the auction contract in the form of a smart contract. The initializing step is a step in which a prosumer who sells electricity defines a smart contract by specifying auction conditions including the amount of sales power, supply time, minimum price, auction time, etc., and starts an auction.

입찰 단계는 구매자의 스마트 미터기(100)에서 블록체인 트랜잭션을 통해 스마트 컨트랙트의 입찰 모듈을 호출하여 입찰가를 제시한다. 입찰 단계는 스마트 컨트랙트 형태의 경매 컨트랙트에서 경매에 입찰하는 기능을 수행하는 함수를 호출하여 실행된다. 입찰 단계는 전력을 구매하려는 프로슈머들이 경매의 조건을 확인하고 입찰을 하는 기능을 수행하는 단계이다.In the bidding step, the smart meter 100 of the buyer calls a bid module of the smart contract through a blockchain transaction to present a bid. The bidding step is executed by calling a function that performs a function of bidding on an auction in an auction contract in the form of a smart contract. The bidding step is a step in which prosumers who want to purchase power check the conditions of the auction and bid.

낙찰 단계는 판매자의 스마트 미터기(100)에서 경매 조건에 설정된 경매 시간이 종료되면 블록체인 트랜잭션을 통해 스마트 컨트랙트의 낙찰 모듈을 호출하여 낙찰자를 선정한다. 낙찰 단계는 스마트 컨트랙트 형태의 경매 컨트랙트에서 경매를 종료하는 기능을 수행하는 함수를 호출하여 실행된다. 낙찰 단계는 낙찰자를 선정하고 경매를 종료한다. 낙찰 단계는 판매자가 지정한 경매 시간이 종료되면 최고가를 제시한 입찰자를 선정하고, 환경 제공자에게 수수료를 지급하고 경매 종료를 알린다.The successful bidding step selects the successful bidder by calling the successful bidding module of the smart contract through the blockchain transaction when the auction time set in the auction conditions is ended in the smart meter 100 of the seller. The successful bidding step is executed by calling a function that performs a function of terminating an auction in an auction contract in the form of a smart contract. The successful bidding stage selects the successful bidders and ends the auction. In the successful bidding stage, when the auction time designated by the seller ends, the bidder who has presented the highest price is selected, a fee is paid to the environmental provider, and the auction is terminated.

회수 단계는 입찰을 한 구매자들의 스마트 미터기(100)에서 블록체인 트랜잭션을 통해 스마트 컨트랙트의 회수 모듈을 호출하여 입찰금을 회수한다. 회수 단계는 스마트 컨트랙트 형태의 경매 컨트랙트에서 경매 종료 후 입찰자들이 입찰금 잔액을 회수하는 기능을 수행하는 함수를 호출하여 실행된다. 낙찰되지 않은 입찰자 각각이 회수 단계에서 낙찰된 입찰에 대하여 입찰금 잔액을 회수한다.In the retrieval step, the smart meter 100 of the buyers who have made a bid calls the recovery module of the smart contract through a blockchain transaction to recover the bid. The retrieval step is executed by calling a function in which a bidder collects the balance of the bid after the auction ends in the smart contract type auction contract. Each unbidden bidder collects the balance of the bid for the bid that was successful in the recovery step.

스마트 미터기(100)는 마이크로그리드 환경에서 프로슈머가 사용하는 임베디드 장비로 전력의 공급량과 수요량 정보를 공유하여, 전력관리 시스템을 효율적으로 운영할 수 있도록 한다. 스마트 미터기(100)는 외부와 네트워크 통신을 할 수 있는 기능을 포함한다.The smart meter 100 is an embedded device used by a prosumer in a microgrid environment and shares power supply and demand information to efficiently operate a power management system. The smart meter 100 includes a function to perform network communication with the outside.

또한 스마트 미터기(100)는 블록체인 네트워크에 라이트 노드로 참여하여 블록체인 네트워크로 트랜잭션을 생성하여 전송하거나, 블록체인에 등록된 스마트 컨트랙트를 블록체인 클라이언트 소프트웨어에 포함된 블록체인 가상 머신에서 실행할 수 있다. 따라서, 스마트 미터기(100)는 블록체인 네트워크에 연결하기 위하여 블록체인 클라이언트 소프트웨어가 설치되어 있다. 발명의 양상에 따라서는 블록체인 기술로 이더리움이 사용될 수 있으며, 이더리움이 사용되는 경우에는 Go 언어로 개발된 go-etherium(geth)가 설치되어 실행될 수 있다. 이 경우 스마트 컨트랙트의 실행 환경은 이더리움 가상 머신(Ethereum Virtual Machine, EVM)이 되며 이더리움 클라이언트 소프트웨어에 포함되어 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 이더리움 클라이언트가 C++, 파이썬 등 다른 언어로 개발된 것을 사용할 수 있으며, 다른 스마트 컨트랙트를 지원하는 블록체인 기술이 사용될 수 있다.In addition, the smart meter 100 may participate as a light node in the blockchain network to generate and transmit transactions to the blockchain network, or execute a smart contract registered in the blockchain on the blockchain virtual machine included in the blockchain client software. . Therefore, the smart meter 100 is installed with the blockchain client software to connect to the blockchain network. Depending on the aspect of the invention, Ethereum may be used as a blockchain technology, and when Ethereum is used, go-etherium (geth) developed in Go language may be installed and executed. In this case, the execution environment of the smart contract becomes the Ethereum Virtual Machine (EVM) and is included in the Ethereum client software. However, the present invention is not limited to this, and the Ethereum client can use one developed in other languages such as C++ and Python, and a blockchain technology supporting other smart contracts can be used.

경매 조건은 판매전력량과, 전력 공급 시각, 최소가, 경매시작 시각을 포함할 수 있다. 경매 조건은 스마트 컨트랙트 코드에 대한 초기 설정 값으로도 사용될 수 있다. <표 1>은 스마트 컨트랙트에서 사용되는 조건(변수)의 초기값의 예시를 보여준다.Auction conditions may include sales power amount, power supply time, minimum price, and auction start time. The auction conditions can also be used as initial settings for the smart contract code. <Table 1> shows an example of the initial value of a condition (variable) used in a smart contract.

또 다른 실시 예에 따른 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력 경매 방법은 초기화 단계와, 입찰 단계와, 낙찰 단계와, 회수 단계를 포함하고 전력공급 단계를 더 포함한다.The block chain smart contract-based power auction method according to another embodiment includes an initialization step, a bidding step, a successful bidding step, a retrieving step, and further includes a power supply step.

전력공급 단계는 경매 종료 후 경매 조건에 설정된 공급시간과 공급량에 따라 판매자의 스마트 미터기(100)에서 낙찰자의 스마트 미터기(100)로 전력을 공급한다.In the power supply step, after the auction ends, power is supplied from the smart meter 100 of the seller to the smart meter 100 of the successful bidder according to the supply time and the supply amount set in the auction conditions.

또 다른 실시 예에 따른 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력 경매 방법에서 스마트 컨트랙트에 설정되는 경매조건은 경매시작 시각과 경매진행 시간을 포함하고, 스마트 컨트랙트에 의해 실행되는 경매는 설정된 경매시작 시간에 경매가 시작되고 그로부터 설정된 경매진행 시간 경과 후 경매가 종료될 수 있다.In the power auction method based on the blockchain smart contract according to another embodiment, the auction conditions set in the smart contract include the auction start time and the auction execution time, and the auction executed by the smart contract is auctioned at the set auction start time. The auction may be started and the auction may be ended after the set auction time has elapsed.

스마트 컨트랙트에 의한 경매를 판매자가 지정한 시간에 시작되도록 할 수 있다. 발명의 양상에 따라서는 경매시작 시각 이전에 시도하는 입찰은 입찰이 되지 않게 하는 방법이 사용될 수 있다. 또 다른 발명의 양상에서는 경매를 시작하는 코드를 스마트 컨트랙트에 포함시켜 판매자가 경매를 시작하는 코드를 실행하는 트랜잭션을 발생시키면 그때부터 경매가 시작되는 방법이 사용될 수 있다. An auction by a smart contract can be started at a time specified by the seller. Depending on the aspect of the invention, a method of preventing a bid from being tried before the auction start time may be used. In another aspect of the invention, a method of starting an auction can be used when a seller executes a code executing a code to start an auction by including a code to start an auction in a smart contract.

또 다른 실시 예에 따른 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력 경매 방법에서 스마트 컨트랙트가 실행하는 경매는 구매자가 동일한 경매에 대하여 복수의 입찰 시도 시 각각의 입찰금이 경매에 동결된다.In the power auction method based on the blockchain smart contract according to another embodiment, in the auction executed by the smart contract, each bid is frozen in the auction when a buyer attempts multiple bids for the same auction.

즉, 전력을 구매하려는 구매자인 입찰자가 동일한 경매에 대하여 복수의 입찰을 시도하는 경우 각각의 입찰에 해당하는 입찰금들의 합에 해당하는 금액을 입찰자가 보유하고 있어야 입찰이 가능해진다. 예를 들어, 동일한 입찰자가 동일한 경매에 대하여 50에 해당하는 입찰을 시도하고, 이후에 60에 해당하는 입찰을 다시 시도하기 위해서는 총 110에 해당하는 금액을 보유하고 있어야 한다. 이러한 동결 기능은 구매자들의 과도한 입찰 시도를 막아 경매가 과열되는 것을 방지할 수 있고, 입찰금 변화량을 소량으로하여 경매가 진행되어 과도한 트랜잭션이 발생되는 것을 완화할 수 있다.That is, when a bidder who is a buyer who intends to purchase electric power attempts multiple bidding for the same auction, the bidding is possible only when the bidder has an amount corresponding to the sum of bids corresponding to each bidding. For example, in order for the same bidder to attempt a bid for 50 for the same auction, and then to try again for a bid for 60, a total of 110 must be held. Such a freezing function can prevent excessive bidding by buyers and prevent auctions from overheating, and a small amount of change in the bid amount can be used to alleviate excessive transactions due to auctions.

도 4는 일 실시 예에 따른 경매 진행 절차에 대한 절차도이다. 판매자가 스마트 미터기 (100-1)를 통해 경매조건을 설정하고(S1000) 경매 컨트랙트의 객체를 생성(생성자 호출)하는 초기화 과정을 통해 <표 1>에서 정의된 경매 A를 트랜잭션에 정의하여 블록체인에 알린다(S1100). 풀 노드 서버(200)에 의해 블록에 포함되고(S1110) 나면 모든 구매자가 경매정보를 확인하고 입찰을 시도할지 결정하게 된다. 도 4에서는 구매자 1과 구매자 2가 경매 조건을 적절한 조건으로 받아들이고 입찰을 시도하는 것(S1111, S1112)이 도시되어 있다. 그 외 구매자 N 은 경매 시작가, 판매 전력량, 공급시간 등의 경매 조건이 맞지 않아서 구매를 시도하지 않는다(S1113).4 is a process diagram for an auction proceeding according to an embodiment. The auction A defined in <Table 1> is defined in the transaction through the initialization process in which the seller sets the auction conditions through the smart meter (100-1) (S1000) and creates an object of the auction contract (calling the constructor) in the blockchain. Notify (S1100). After being included in the block by the full node server 200 (S1110), all buyers check auction information and decide whether to try to bid. In FIG. 4, it is illustrated that buyers 1 and 2 accept bid conditions and attempt bids (S1111, S1112). Other buyers N do not attempt to buy because the auction conditions such as the auction start price, sales power, and supply time do not match (S1113).

입찰 과정으로 세 번의 입찰시도가 도시 되어있다. 구매자 1이 스마트 미터기(100-2)를 통해 최소입찰금액(min) 30보다 높은 35로 입찰을 시도하고(S1200) 구매자 2는 스마트 미터기(100-3)를 통해 구매자 1의 입찰가보다 높은 40으로 입찰을 시도하고 있다(S1300). 다시 구매자 1이 스마트 미터기(100-2)를 통해 45로 입찰하는 시도(S1400)를 끝으로 구매자 2가 입찰시도를 포기한다. 입찰 시도 시 호출되는 함수 Bid()는 현재 highestBidder 변수와 highestBid 변수 값과 비교하여 입찰 시도에 대한 정보를 반영한다. 또한 함수 Bid()는 이더리움의 트랜잭션을 통해서 호출되므로 개별 입찰시도가 블록체인에 반영되기 위해서는 트랜잭션에 대한 풀 노드의 블록생성이 이루어진다(S1210, S1310, S1410).Three bidding attempts are shown in the bidding process. Buyer 1 attempts to bid with 35 higher than the minimum bid amount (min) 30 through the smart meter (100-2) (S1200), and Buyer 2 through the smart meter (100-3) to 40, which is higher than the buyer 1 bid Trying to bid (S1300). Buyer 1 again abandons the attempt to bid at 45 through the smart meter 100-2 (S1400). The function Bid(), which is called when a bid is attempted, compares the current highestBidder variable and highestBid variable values and reflects information about the bid attempt. In addition, since the function Bid() is called through the transaction of Ethereum, in order for individual bid attempts to be reflected in the blockchain, block creation of the full node for the transaction is made (S1210, S1310, S1410).

낙찰 과정은 경매 시간이 끝나면서 판매자가 경매를 종료하고 입찰금을 획득하는 과정이다. 구매자 1의 입찰가 45가 최고가로 종료되면서 경매 A의 end변수가 1로 반영되고(S1500), 입찰을 시도했던 구매자들이 잔액 회수를 준비하며, 판매자는 풀 노드(환경 제공자)에게 수수료를 지급한다.The successful bidding process is a process in which the seller ends the auction and obtains a bid at the end of the auction time. As the bid price of buyer 1 ends at the highest price, the end variable of auction A is reflected as 1 (S1500), and the buyers who tried to bid prepare for the balance recovery, and the seller pays a fee to the full node (environment provider).

회수 과정에서 회수 함수는 두 번 호출 되었다. 구매자 1의 첫 입찰시도와 함께 동결 되었던 35에 해당하는 금액과 구매자 2가 낙찰 받지 못하며 경매가 끝날 때까지 동결되었던 금액 40에 해당하는 회수가 이루어진다(S1600, S1620).During the recall process, the recall function was called twice. With the first bidding attempt of Buyer 1, the amount equivalent to 35 that was frozen and Buyer 2 are not awarded, and the amount corresponding to the amount that was frozen until the end of the auction is 40 (S1600, S1620).

전력공급 과정은 경매 A의 초기화시에 지정하였던 공급시간과 공급량을 구매자에게 공급하는 과정이다(S1700). 본 기능은 블록체인이 아닌 스마트 미터기(100)에 구현되어야 하며, 블록체인에 유지되는 경매 결과에 따라 공급이 이루어진다.The power supply process is a process of supplying the supply time and supply amount specified at the time of initialization of the auction A to the buyer (S1700). This function should be implemented in the smart meter 100, not in the blockchain, and supply is made according to the auction result maintained in the blockchain.

도 5는 솔리디티로 작성된 스마트 컨트랙트의 예시 코드이다. 도 5에 도시된 솔리디티 코드의 주요 함수를 설명한다.5 is an example code of a smart contract written in solidity. The main function of the solidity code shown in FIG. 5 will be described.

Auction 생성자는 스마트 컨트랙트를 전송 시 최초의 변수 필드를 설정하는 초기화 역할을 수행하는 함수이다.The Auction constructor is a function that performs the initialization role of setting the first variable field when sending a smart contract.

Bid 함수는 호출 시 가상화폐를 전송한다. 전송 금액만큼 입찰을 시도하므로, 컨트랙트는 트랜잭션의 송금량을 확인하여 입찰을 받아들일지를 결정한다.The Bid function sends a virtual currency when calling. Since the bid is attempted by the amount of the transfer, the contract determines whether to accept the bid by checking the amount of the transaction.

Auctionend 함수는 경매 진행 시간을 확인하고 시간이 종료되면 함수를 호출하여 최고가를 제시한 프로슈머를 낙찰한다.The Auctionend function checks the time of the auction, and when the time ends, calls the function to win the prosumer who offered the best price.

Withdraw 함수는 호출 시 구매자들의 낙찰되지 않은 입찰금을 회수한다.When the Withdraw function is called, the buyer's unsuccessful bid is collected.

이더리움에서 스마트 컨트랙트를 사용하기 위해서는 트랜잭션에 컴파일된 컨트랙트 코드를 포함하여 전송하고, 블록에 포함되어야 사용할 수 있다. 함수 Auction은 트랜잭션에 컨트랙트 코드를 포함시킬 때, 최초의 변수를 설정하는 생성자 역할을 한다. 이후 입찰 시도를 위해 Bid 함수와, 경매를 종료하고 낙찰을 위한 auctionEnd 함수와, 입찰되지 못한 금액을 회수하는 withdraw함수를 트랜잭션을 통해 호출할 수 있다.In order to use a smart contract in Ethereum, the contract code compiled in the transaction must be included and transmitted, and it must be included in the block to be used. The function Auction acts as a constructor that sets the first variable when including contract code in a transaction. Afterwards, the bid function, the auctionEnd function for ending the auction and bidding, and the withdraw function for recovering the unbidden amount can be called through a transaction for a bid attempt.

일 실시 예에 따른 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력 경매 방법은 복수의 판매자의 스마트 미터기(100)에서 경매 조건이 설정된 스마트 컨트랙트를 블록체인으로 각각 전송하여 복수의 경매가 개시될 수 있다. 즉, 하나의 경매가 진행되는 동안에 임의의 다른 경매 다수가 동시에 진행될 수 있으며, 각각의 구매자는 자신이 원하는 조건에 부합하는 경매를 찾아서 입찰을 시도할 수 있다.In a method for power auction based on a blockchain smart contract according to an embodiment, a plurality of auctions may be initiated by transmitting smart contracts with auction conditions set by the smart meter 100 of a plurality of sellers to the blockchain, respectively. That is, while one auction is in progress, any number of other auctions may be simultaneously performed, and each buyer may attempt to bid by finding an auction that satisfies the desired conditions.

이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시 예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형 예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형 예들을 포괄하도록 의도되었다. In the above, the present invention has been described through embodiments with reference to the accompanying drawings, but is not limited thereto, and it should be interpreted to cover various modifications that can be obviously derived by those skilled in the art. The claims are intended to cover these variations.

100 : 스마트 미터기
200 : 풀 노드 서버
100: smart meter
200: full node server

Claims (9)

블록체인 네트워크에 라이트 노드(Light node)로 참여하여, 경매 조건과 경매 실행 코드가 정의된 스마트 컨트랙트를 실행하여 경매를 개시하거나 스마트 컨트랙트의 경매 조건을 확인하고 실행하여 입찰을 시도하는 복수의 스마트 미터기; 및
블록체인 네트워크에 참여하여 모든 블록체인 데이터를 유지하고, 스마트 컨트랙트를 포함하는 트랜잭션을 블록체인에 추가하는 합의 알고리즘을 수행하고 블록체인 네트워크를 동작시키는 복수의 풀 노드(Full node) 서버;
를 포함하되,
스마트 컨트랙트에 설정되는 경매 조건은 경매시작 시각과 경매진행 시간을 포함하고, 스마트 컨트랙트에 의해 실행되는 경매는 설정된 경매시작 시간에 경매가 시작되고 그로부터 설정된 경매진행 시간 경과 후 경매가 종료되며,
스마트 컨트랙트가 실행하는 경매는 구매자가 동일한 경매에 대하여 복수의 입찰 시도 시 각각의 입찰금이 경매에 동결되는 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템.
Multiple smart meters that participate in the blockchain network as a light node to initiate an auction by executing a smart contract with auction conditions and auction execution codes defined, or to check and execute the auction conditions of the smart contract to attempt bidding ; And
A plurality of full node servers that participate in the blockchain network to maintain all blockchain data, perform a consensus algorithm that adds transactions including smart contracts to the blockchain, and operate the blockchain network;
Including,
The auction conditions set in the smart contract include the auction start time and the auction execution time, and the auction executed by the smart contract starts the auction at the set auction start time and the auction ends after the set auction execution time elapses.
The auction executed by the smart contract is a block chain smart contract-based power transaction system in which each bid is frozen in the auction when the buyer attempts multiple bids for the same auction.
제 1 항에 있어서,
스마트 컨트랙트는 컨트랙트를 정의하고 블록체인에 전송하는 초기화 모듈과, 경매조건을 확인하고 입찰을 시도하는 입찰 모듈과, 낙찰자를 선정하고 경매를 종료하는 낙찰 모듈과, 낙찰된 입찰에 대하여 입찰금 잔액을 회수하는 회수 모듈을 포함하는 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템.
According to claim 1,
The smart contract defines the contract and transmits it to the blockchain, the initialization module that checks the auction conditions and attempts to bid, the bid module that selects the successful bidders and ends the auction, and the balance of bids for the successful bid Blockchain smart contract-based power transaction system including a recovery module to recover.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
스마트 컨트랙트를 정의하고 경매를 개시한 판매자의 스마트 미터기가 판매한 전력 공급량을 공급 시간에 맞춰 낙찰자의 스마트 미터기에 공급하는 블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력거래 시스템.
According to claim 1,
A block chain smart contract-based power transaction system that defines the smart contract and supplies the electricity supplied by the seller's smart meter to the smart meter of the successful bidder according to the supply time.
블록체인 스마트 컨트랙트 기반의 전력 경매 방법에 있어서,
판매자의 스마트 미터기에서 경매 조건이 설정된 스마트 컨트랙트를 블록체인으로 전송하여 경매를 개시하는 초기화 단계;
구매자의 스마트 미터기에서 블록체인 트랜잭션을 통해 스마트 컨트랙트의 입찰 모듈을 호출하여 입찰가를 제시하는 입찰 단계;
판매자의 스마트 미터기에서 경매 조건에 설정된 경매 시간이 종료되면 블록체인 트랜잭션을 통해 스마트 컨트랙트의 낙찰 모듈을 호출하여 낙찰자를 선정하는 낙찰 단계;
입찰을 한 구매자들의 스마트 미터기에서 블록체인 트랜잭션을 통해 스마트 컨트랙트의 회수 모듈을 호출하여 입찰금을 회수하는 회수 단계;
를 포함하되,
스마트 컨트랙트에 설정되는 경매 조건은 경매시작 시각과 경매진행 시간을 포함하고, 스마트 컨트랙트에 의해 실행되는 경매는 설정된 경매시작 시간에 경매가 시작되고 그로부터 설정된 경매진행 시간 경과 후 경매가 종료되며,
스마트 컨트랙트가 실행하는 경매는 구매자가 동일한 경매에 대하여 복수의 입찰 시도 시 각각의 입찰금이 경매에 동결되는 전력 경매 방법.
In the power auction method based on blockchain smart contract,
An initialization step of starting an auction by sending a smart contract with auction conditions set by the seller's smart meter to the blockchain;
A bidding step of presenting a bid by calling a bid module of a smart contract through a blockchain transaction in a smart meter of a buyer;
A successful bidding step of selecting a successful bidder by calling a successful bidding module of a smart contract through a blockchain transaction when the auction time set in the auction conditions in the seller's smart meter ends;
A recovery step of recovering a bid by calling a recovery module of a smart contract through a blockchain transaction in a smart meter of buyers who have made a bid;
Including,
The auction conditions set in the smart contract include the auction start time and the auction execution time, and the auction executed by the smart contract starts the auction at the set auction start time and the auction ends after the set auction execution time elapses.
An auction executed by a smart contract is a power auction method in which each bid is frozen in an auction when a buyer tries multiple bids for the same auction.
제 5 항에 있어서, 상기 방법은 :
경매 종료 후 경매 조건에 설정된 공급시간과 공급량에 따라 판매자의 스마트 미터기에서 낙찰자의 스마트 미터기로 전력을 공급하는 전력공급 단계;
를 더 포함하는 전력 경매 방법.
The method of claim 5, wherein:
A power supply step of supplying power from the smart meter of the seller to the smart meter of the successful bidder according to the supply time and the supply amount set in the auction conditions after the auction ends;
Power auction method further comprising.
삭제delete 삭제delete 제 5 항에 있어서,
복수의 판매자의 스마트 미터기에서 경매 조건이 설정된 스마트 컨트랙트를 각각 블록체인으로 전송하여 복수의 경매가 개시되는 전력 경매 방법.
The method of claim 5,
A power auction method in which multiple auctions are initiated by transmitting smart contracts with auction conditions set by a smart meter of a plurality of sellers to the blockchain, respectively.
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