（1）共识算法组合链机制如下图：
在将区块链技术应用于虚拟电厂内部点对点交易中，由于VPP控制中心对DERs数据控制聚合，传统的虚拟电厂中数据记录是集中记录的，发电侧与需求侧的交易数据会集中传到控制中心记录，但对于数据是无监督的，很容易被内部篡改，在加入区块链共识机制的DERs交易，会选出适合的记账节点，同步交易信息，虽然是P2P交易，但是可由区块链内部所有节点共同来监管这笔交易且实现全网实时更新记录。
在对虚拟电厂中的共识机制选择方面，应考虑到在特定环境下对于去中心化程度的要求和一些安全性和资源耗费问题综合考虑，如表X所示对于一些常用共识算法比较，在对于去中心化程度要求高且大范围场景下应优先考虑选择证明类（Proof of X）共识算法，例如工作量证明（proof of work，PoW）、权益证明（Proof of Stake，PoS）、多数证明（Proof of Majority，PoM）、权威证明（(Proof of Authority，PoA）、贡献证明（（Proof of Contribution，PoC）等。也可适应不同的场景对特定算法进行一些改进，例如参考PoS算法中的股权最大者作为记账节点，在VPP中可选择节点发用电量最大者作为记账节点，来实现全网共识记账[12]。考虑到资源耗费问题上应先考虑使用PoS和DPoS等共识算法，但由于证明类算法在使用中存在一些安全性问题，例如PoW存在51%攻击和日蚀攻击或自私挖矿等问题，PoS的无利害关系DPoS存在的权益中心化和DDoS攻击问题，在对安全性要求高的场合下，应考虑到另一种类型的共识算法，即分布式一致性算法，常见的有实用的拜占庭容错算法（PBFT）、Paxos算法、Raft算法、Gossip算法、ZAB算法等。但该类算法去中心化程度不如证明类算法，所以运用该类算法也应考虑到中心化程度要求问题。由于在VPP内部的大多数应用场景都应先考虑安全性可靠性和容量问题，所以建议优先考虑该类算法，例如PBFT可解决一些拜占庭将军问题并能容纳错误节点，Raft算法可在复杂网络环境下容纳故障节点，在有奇数位的节点安全的基础上都可以保证整个网络的平衡。
如图1所示，结合区块链跨链技术，可以设计针对虚拟电厂内部的分层分区共识方案，考虑虚拟电厂向电力市场组成的区块链和虚拟电厂运营商向下与分布式能源运营商间的共识，细分地区，分布式能源类型设计相应的区块链共识算法，在小范围内共识后再进行大共识组，若有相应的分布式能源运营商加入或退出链可与主节点的共识节点达成一致后可加入或退出，对总体的交易不会产生影响。
（2）VPP智能合约
传统的虚拟电厂内部交易，需求侧和发电侧无法安全的实行点对点交易，在用户需求匹配、结算等一些流程都需要一个主控中心，例如在分布式控制的VPP市场，需求侧和用户侧要交易，需VPP数据中心收集两侧的需求信息，执行交易到交易结算都需要第三方监督节点监管保证信息安全，执行效率较低。智能合约的执行是基于“事件触发”机制的．基于区块链的智能合约都包含事务处理和保存机制以及一个完备的状态机，用于接受和处理各种智能合约．智能合约会定期遍历每个合约的状态机和触发条件，将满足触发条件的合约推送至待验证队列．待验证的合约会扩散至每一个节点，与普通区块链交易一样，节点会首先进行签名验证，以确保合约的有效性，验证通过的合约经过共识后便会成功执行．整个合约的处理过程都由区块链底层内置的智能合约系统自动完成，公开透明，不可篡改．
虚拟电厂内部包括一些分布式能源业主，可看做是区块链中的分布式节点，VPP聚合商对各个能源节点进行身份认证后，需求侧和发电侧资源可在内部交易市场开启前签订合同，收集DERs的需求，制定智能合约，并存储在链中，当市场开启后，签订的智能合同会进行交易匹配，自动匹配合适的交易方，并进行P2P交易，交易过程自动生成信息存储到区块链中，在交易结算阶段，根据智能合约条件会以数字人民币的方式实现实时结算。相比传统的交易市场，加入了智能合约的双方交易，简化交易流程，在身份认证、主体匹配、审核和结算等流程中都起到相应的作用，提高交易效率，且在安全性方面能得到保证，可在不需要第三方参与中实现P2P安全交易。
以电动汽车的P2P交易为例，如图2所示，对于紧急需求的电动汽车用户，可向P2P区块链交易平台发送紧急交易信息，P2P区块链交易平台都保存一份电动汽车用户与平台签订的写明需求的智能合约，当平台收到紧急需求用户发送的需求信息以后，先进行密钥解密对比数字签名，在平台内进行信息匹配，保存的智能合约中满足需求的用户将自动匹配进行交易，交易过程由全网进行监督，并存至链中保存。如此，相关的充放电需求的用户可在没有紧急需要的环境下让出用能权，整个市场达到高效P2P交易。
（3.）VPP跨链技术
虚拟电厂内部分布式能源丰富，在将区块链应用于内部交易的同时根据不同的交易属性可采用不同底层链，采用不同链的同时会造成各区块链间的数据通信、价值转移相互*且不能很好的实现业务流通。跨链技术可在不同的链间实现业务价值融通的同时提高区块链扩展性。而将各种跨链技术组合成组合链可在高效交易的同时实现链间资源灵活互动。
如图3基于组合链的虚拟电厂DERs交易框图所示，本文借助Polkadot的思想[13]，根据虚拟电厂内部资源属性不同，将其分为需求中继链、DG中继链、储能中继链，每条大链中都以平行链与中继链组成，而在链与链间主要采用侧链技术来完全组合链间的消息传递，以此来实现组合链最大的价值，本文设计的跨链P2P交易可适用于大型多能源加入的交易中，实现虚拟电厂内部资源链的互操作。在该组合链架构中，平行链中的插槽可保证每笔交易被纳入其中且实时更新需求/发电数据，每一个中继链统一管理本区域内的平行链的运算和共识，所有的轻节点都直接集成在中继链中，所有的数据包括主链和侧链的数据都需要通过中继链进行验证通过后才可进行数据共享（XCMP协议数据传递），在此，可结合智能合约技术制定相应的需求标准，需求链中有电能交易需求时，所属中继主链验证通过后都可向两方侧链发布需求信息，可不限地区两边侧链可是不同区域的相应发电链和储能链，在两边收到需求信息后相应的在本中继链中完成验证，也可将侧链中的每一个DERs作为一个平行线程参与需求竞价，可考虑按需付费方式加入网络，当DERs平行线程想要参与能源交易时，可参与拍卖，拍卖将发生在DG链的每个中继块中，之后通过再向主链发送认证信息，本文中采用SPV双向锚定技术来实现，这样对于数据将通过多重验证实现各链信息的安全交易。此外，在本文的组合链体系下，可在智能合约中设置一些准入机制、权限机制、奖惩机制和中继链中的监管审计方案，促进内部P2P交易方的积极性。
综上，将跨链技术进行组合成的组合链，支持同构（异构）区块链间数据流通和合约调用，通过多重中继链验证，保证数据流通和合约调用的原子性。
（4）DER利益分配(博弈论)
目前对虚拟电厂的研究多集中于外部整体特性和对于虚拟电厂整体参与市场竞价而很少考虑到虚拟电厂内部的协调策略、运行机制和内部DER个体利益分析[14]。虚拟电厂参与电力市场竞价交易中VPP运营商对DSO发布调度命令后，对DERs协调控制，在结算时电力市场会发布产品确认的费用结算之后，VPP运营商将对DER进行利益分配，如图4所示是竞价交易框图，本文主要研究的部分是VPP运营商在对DER利益分配的部分，在缺乏一些激励机制的条件下，特别是当内部的DER属于不同的投资主体时，难以真正的实现集中调度和互补运行。所以考虑到VPP内部互补运行的市场机制和不同参与主体的多元利益需求，结合区块链中的经济学技术，即博弈论来设计新型的利益分配方案，提高虚拟电厂内部两侧开展P2P交易的效率问题。
从博弈论的角度来看，区块链的去中心化、分布式共识、交易权利均等是一个达到纳什均衡的共识系统。博弈论可用来开发一些激励机制，阻止节点执行不当或发起攻击的行为。博弈可分为合作博弈和非合作博弈，非合作博弈强调以自身利益最大化为目的，合作博弈强调集体主义、团体理性，公平且公正。在考虑虚拟电厂内部DERs内部竞价，若针对内部备用市场，在多种可控资源间存在一些利益冲突则优先选择非合作博弈，不考虑VPP内部竞价而是作为一个整体参与市场竞价在内部进行利益分配则优先考虑使用合作博弈，以此以DERs出力最大化来进行利益分配。博弈论在考虑用于虚拟电厂内部利益分配，需根据DG出力特点、发电成本、期望利润等性需求再结合市场竞争中的多种DG投资者存在的利益冲突、自身受益和其他参与者相关，各DG的信息不完全公开的这些特性，来设计基于非合作博弈论的可控DG参与内部备用市场竞价方案，而非合作博弈论的竞价模型通常分为两种：基于完全信息的博弈论得益矩阵模型和基于不完全信息的博弈模型。对于不完全信息博弈模型的典型模型主要是古诺模型和Stackberg序贯博弈模型和供给函数模型等，相比之下，电力市场价格通常是由市场总需求和各生产者的供应函数共同决定，所以在虚拟电厂内部竞价中多考虑使用供给函数模型，它的策略是以利润最大为目标做投标曲线。对于作为整体参与电力市场的合作博弈利益分配可基于Shapley值法的合作博弈论创造新型的实现内部资源合作利益最大化分配。以风力发电与电动汽车合作运行为例，风电商与EV聚合商在进行合作博弈时产生的利益分配问题，可针对其中风电商的不确定性因素引入投标偏差惩罚机制，设计利益分配方法，充分利用Shapley值方法解决风电商不确定性因素问题。
（5）基于区块链的分布式能源P2P交易功能设计
基于以上面向DERS P2P交易的区块链关键技术研究，本节设计分布式资源点对点交易系统，该系统分为三部分，分别是服务系统、资源聚合系统和终端系统，包括用户管理、事件管理、项目管理、实施效果管理和一些其他的功能设计，在系统功能基础上加入第3节的区块链技术应用的功能，包括区块链合约功能、溯源功能、跨链信息共享、安全管理功能、博弈功能等，考虑到区块链共识机制在任何场景下都是必选功能，所以在本节系统设计中着重考虑一些有必选可选的区块链基本功能的加入，具体设计如表2所示：
System
Function
VPP distributed energy resources P2P transaction
Service system
Aggregate system
Terminal
User management function
User registration
A(M)B(O)C(O)D(M)E(O)
A(M)B(M)C(M)D(M)E(O)
A(M)B(-)C(O)D(M)E(O)
Permissions
A(M)B(O)C(-)D(M)E(O)
A(M)B(O)C(O)D(M)E(O)
A(M)B(-)C(O)D(M)E(-)
Information query
A(M)B(M)C(M)D(M)E(-)
A(M)B(M)C(M)D(M)E(-)
A(M)B(M)C(M)D(M)E(-)
Project management function
Project build
A(O)B(O)C(-)D(M)E(-)
A(O)B(O)C(O)D(M)E(O)
A(O)B(-)C(O)D(M)E(-)
Project released
A(O)B(O)C(M)D(M)E(O)
A(O)B(O)C(O)D(M)E(-)
A(O)B(-)C(O)D(M)E(O)
Project update
A(O)B(O)C(M)D(M)E(O)
A(O)B(M)C(O)D(M)E(-)
A(O)B(-)C(O)D(M)E(O)
Delete
A(O)B(O)C(M)D(M)E(-)
A(O)B(-)C(M)D(M)E(-)
A(O)B(-)C(O)D(M)E(-)
Resource management function
Parameter maintenance
A(M)B(M)C(-)D(M)E(-)
A(M)B(M)C(-)D(M)E(O)
A(M)B(O)C(-)D(M)E(-)
Acquisition control
A(O)B(M)C(O)D(M)E(-)
A(M)B(M)C(O)D(M)E(O)
A(O)B(-)C(M)D(M)E(O)
Event management function
Event notification
A(M)B(O)C(M)D(M)E(O)
A(M)B(M)C(O)D(M)E(-)
A(-)B(-)C(O)D(-)E(O)
Regulatory order issuing
A(M)B(M)C(M)D(M)E(O)
A(O)B(M)C(O)D(M)E(O)
A(-)B(O)C(M)D(-)E(O)
Load control
A(M)B(M)C(O)D(M)E(O)
A(M)B(O)C(O)D(M)E(-)
A(O)B(-)C(-)D(O)E(-)
Implement effect management function
A(M)B(M)C(O)D(M)E(O)
A(M)B(M)C(O)D(M)E(O)
A(M)B(M)C(O)D(M)E(O)
Other features
Security management function
A(M)B(M)C(M)D(M)E(O)
A(M)B(O)C(M)D(M)E(O)
A(-)B(O)C(-)D(M)E(O)
Automatic execution function
A(M)B(-)C(O)D(M)E(-)
A(O)B(-)C(O)D(M)E(-)
A(M)B(O)C(O)D(O)E(O)
Manual intervention management function
A(O)B(M)C(O)D(M)E(-)
A(O)B(O)C(O)D(M)E(-)
A(O)B(O)C(-)D(M)E(-)
Note: A-Blockchain contract functions; B- Blockchain traceability functions; C- Blockchain Inter-Blockchain information sharing functions; D-Blockchain security management functions; E- Blockchain Game functions.
“O” indicates an optional function, “M” indicates a mandatory function, “─” indicates that this function is unavailable.
以上属于该论文的核心，具体可搜寻原文查看：
Research on key technologies of P2P transaction in virtual power plant based on blockchain链接：https://doi.org/10.1049/stg2.12064
