AmpereX（APB）全球分布式能源新零售生态

区块链（Blockchain）是当下最受瞩目的方向。它集分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术于一体，被认为是互联网时代又一颠覆式创新。因其在数据存储和信息传输等方面的巨大突破，很可能会从根本上改变现有经济、金融的运作模式，甚至有可能在全球范围引起一场新的技术革新和产业变革。

区块链通过按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。区块链的本质是一种分布式的记账系统，而加密数字资产（如比特币）正是这个系统上承载的以数字形式存在的资产或货币，即加密数字资产只是记账的表征，而区块链就是其底层的一套分布式、加密、可信的记账系统和清算体系。
分布式能源的生产与交易一直在寻求适合的技术解决方案，区块链正是这一生态的最佳方案。区块链分布式的特征也称去中心化，是区块链最基本的特征。对于区块链网络由于使用分布式核算和存储，不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的。通过对能源物联的设备进行连接上链，让每一个节点都成为网络中的对等价值。区块链技术的加密协议与密钥功能，确保数据的加密和传输而不会有第三方以任何方式进行干扰，对于用电安全做到了切实的保证。区块链技术的智能合约机制，将为节点主自主定义售电激励形态，并保障奖励机制的公平公正。区块链的去中心化存储技术，将为能源大数据提供最优质的数据环境，为未来能源生态的优化改进提供坚实的平台。
基于以上区块链的优势，AmpereX将以智能售电终端作为分布式能源的生态入口，打造全球分布式能源的新零售生态系统，搭建去中心化电力销售存储和应用平台，期望以此为中心建立起一套分布式能源生态系统。与此同时创造出一个经济机制，鼓励用户在该生态系统内进行能源的共享、存储和交易，并引导电力使用者向清洁能源生态。
AmpereX的生态体系
1.生态体系的构成
在这个生态系统内，将主要由以下抽象参与方组成：
■ 电力销售者
■ 电力使用者
■ 电力储存者
■ 电力生产者
在不同场景下的生态模型如下图所示：

2.生态体系构成角色说明
■ 电力销售者
电力销售者，是整个生态系统最核心的角色，也是AmpereX最直接的受益者。电力销售者通过投资AmpereX生态的分布式售电终端（早期形式为：充电桩、储能桩、光伏设备等，后续随着生态的不断完善还将引入更多的终端设备）。在不改变传统能源销售现金收益结构的同时，电力销售者还将获得APB积分激励。终端销售的电力越多，将可以获得越多的APB积分。
电力销售者获取到APB积分之后可以直接应用到AmpereX的消费生态中：
a) 通过积分投资新的AmpereX生态的分布式储能/售电终端来增加收入；
b) 通过积分来与上游的电力供应者结算成本；
c) 通过APB积分向终端的电力消费者提供激励，来增加自身的电力销售收入。
当AmpereX的能源生态逐渐成熟后，APB将作为重要的经济手段来引导电力销售者对于可再生能源的使用，譬如：
a) 通过AmpereX.BC对于能源来源的标记，在终端上对于可再生能源提供加速激励合约，以弥补销售者在提供清洁能源与普通能源的成本差异；
b) 通过AmpereX.BC对于储能时序的标记，在终端上能对使用调峰电能的终端来提供加速激励合约，以提高早期对储能投资回报效率。
早期，电力销售者使用的智能终端有明确的准入机制，在经过严格的合规性认定后，可发布符合AmpereX标准的设备，并基于此终端提供服务；接下来，进入AmpereX生态的终端将以APB积分作为燃料进行激活；将来，AmpereX还会为电力销售者开放更多权限，如对服务提供商API的直接调用，使用终端数据平台所提供的数据分析工具等。
■ 电力使用者
电力使用者是是能源消费的终端用户，AmpereX为他们提供了一个新型的去中心化的能源交易模式。该模式剔除集权部门的控制权，让用户负责和共同创造未来能源消费生态。电力使用者可以通过传统的消费模式在终端上购电，也可以通过APB积分进行支付，为了鼓励消费者使用APB积分支付，平台将与电力销售者合作对积分支付提供一定比例的折扣。
电力使用者会通过各种消费行为获得APB积分，譬如：通过购买储值预售的方式获得APB积分激励；在特定时间下电力消费所获得的APB积分激励。
■ 电力储存者
电力储存者是分布式能源的重要组成角色，可通过提供电力的储存服务获得APB积分。前期，存储提供方获得的APB积分由平台提供，后期将由存储电力的需求方提供。电力生产者、电力的销售者都有可能需要电力存储服务。微网中的储能设备可以帮助平滑、稳定可再生能源产生的能量，可以帮助拉平负荷，这将减少在高峰时段发电的需要，减少能源生产方的资本投资。
■ 电力生产者
电力生产者目前主要是电力的服务公司，包括：传统的电力公司、电力交易公司、新能源电力的服务公司，未来将拓展到分布式能源的民营或个体。早期的电力生产者可以按照传统的输配电方式提供电力服务，此时生产者不需要进行任何的技术改造。当AmpereX的生态逐步完成后，电力生产方可以参与到平台的激励生态中，譬如：通过购买APB向电力销售者提供加速激励，以鼓励销售者对外销售清洁能源；未来，对于分布式的能源个体，平台将提供一套基于APB积分的计费体系，实现一个去中心化的、“无信任”的电力交易平台。
为生态提供的核心能力
可以预见，传统电网将逐步被被分布式的，多样化的能量源所替代。 未来能源系统需要一个更好的方案，它有助于保持现有网络资产的价值，同时降低去中心化未来能源系统的投资风险。AmpereX就是把传统的电力网络重新设计为一个去中心化的、“无信任”的交易平台。平台包括的能力：
■ 提供面向终端用户覆盖全生态的分布式能源的交易支撑体系；
■ 提供一套能源物联网销售终端的技术方案，包括：用户、终端、能源标记、计量、计费等功能。
■ 提供基于区块链技术满足分布式能源交易激励模型——APB积分。
■ 社区、产品、用户的活跃。
区块链解决方案
1.AmpereX架构设计
AmpereX 区块链总体技术结构由底层能源区块链（AmpereX.BC）+上层去中心化的电力物联网终端+终端用户DAPP生态构成。AmpereX.BC建立最基本的底层通信、加密、数据传输协议；电力物联网终端用于传输、储存、销售电力能源，并通过交易挖矿产生生态激励积分APB，终端用户DAPP生态涉及到积分钱包、购电、商城、社区等多类能源应用和消费场景。

AmpereX采用简洁的四层技术模型，自下而上包括：数据层、交易层、合约层和应用层。
每个层面具体由以下部分组成：
数据层：由标准区块链链式结构组成。
交易层：主要基于去中心化存储系统搭建，解决存储分配问题。
激励层：由基于智能合约的数据分享激励机制组成，同时提供给用户制定APB币的分发机制。
应用层：由AmpereX应用服务体系和应用数据支持体系组成。

2.数据层架构设计方案
数据层是区块链标准配置部分，由一个个带有时间戳的区块（BLOCK）顺序连接而成，每个区块主要由区块头和交易数据两部分组成。数据层采用了标准的区块链链式结构、Merkle树、哈希函数、非对称加密、时间戳等技术。

■ 共识机制：POS
在共识算法的设计上，分布式账本的共识算法是一个基于公开地址签名的POS模型。AmpereX.BC的网络是由节点组成的。节点在本质上来说是任何贡献于网络的设备，运行AmpereX.BC客户端的设备都是一个节点，节点可以分为两种类型：“全节点”和”轻节点“。每个标记过的全节点将存储全节点数据并参与记账。全节点账户必须用有一定数量的APB，并根据APB数目的权重，拥有权重越大的标记节点，其可信度也越高。
每一个激活公开地址签名的AmpereX.BC全节点会按照最小的时间间隔（delay_time）轮询检测网络是否有新的区块产生，一旦检测到有区块产生，会根据对区块进行私钥签名，并根据签名的哈希值生成一个伪随机数（radom），根据这个radom计算产生自己的出块时间：
target= radom/（baseTarget*amount）-（this.timestamp-lastBlock.timestamp）（BaseTarget是当余额为1消逝时间为delay_time条件下的target，amount为资产余额）
Target是一个节点间竞争以获取产生新区块的机会，这种机会与节点余额成正比，但radom的引入使得每次产生区块的机会分配有了一定的随机性。 当计算出target后，节点会向全网广播。
除非有新区块产生，节点会比较radom与target，如果radom<target预生成新区块。< span="">
通过变时长按需打包模式，客户端可以预测未来区块时间（区块速率），并能够直接发送给即将产生下一个区块的节点，能极大的提高交易处理能力，同时由于采用按需打包模式，交易在时间戳生效之前发送给大多数的出块节点，因此很大程度上就减少了孤立区块的概率。
■ 交易确认
所有AmpereX.BC的交易都是由全节点进行确认的，除非它们没有被包含在有效的网络区块中。新建立的区块会通过创建他们的账户分散到网络中，包含在区块里的交易就会得到确认。因为随后的区块会添加到现有的区块链，因此每增加一个区块就会对现有的交易进行增加一次确认。
3.交易层架构设计方案
AmpereX.BC平台的交易层是一套基于能源物联生态的分布式交易载体。传统的智能电网的物联网体系已经包含了点对点控制、还有远程有偿互控操作等。但是由于存在传统中心控制，缺乏安全机制会导致低性能高成本、设备易复制和异常控制等的一系列问题。分布式能源零售的特殊情景，对于配/售电数据可靠性、隐私问题和安全问题则变的更加关注。物联网安全性的核心缺陷，就是缺乏设备与设备之间相互的信任机制，所有的设备都需要和物联网中心的数据进行核对，一旦数据库崩塌，会对整个物联网造成很大的破坏。而区块链分布式的网络结构提供一种机制，使得设备之间保持共识，无需与中心进行验证，这样即使一个或多个节点被攻破，整体网络体系的数据依然是可靠、安全的。
AmpereX提供了一个能源物联网和区块链的架构，它包含一个分布式交易系统和一条开放式的主链共识，从而将虚拟世界的点对点网络及共识机制扩展到线下设备实体。通过设备节点拥有的计算能力和区块链的结合，满足物联网对实时性的弹性需求。
此外交易架构提供快速成长的能力，能有越来越多的兼容可信设备加入到物联网并进行能源生态的交易，我们同步通过建立基于区块链的设备接入系统，把激励机制透明化、安全化、实时化，来加速构建开放、丰富的AmpereX生态。架构分为如下几个部分：
■ 物联网设备之间的可信互控操作
来源于不同品牌厂家、工厂和渠道的所有能源设备提供标准化的支持。通过设备管理模块，用户未来在DAPP 端内部填入该ID（私钥），发送给设备一条绑定命令（使用该私钥签名），拥有该硬件的完整控制权。绑定后APP 自动管理设备的ID（私钥）。
（1）点对点控制：给设备发起一条带自己签名的控制TX，来操作设备。（要求APP和设备处于蓝牙连接成功状态）
（2）基于链上状态的控制：目标设备可以直接从链上同步交易状态或交易命令。区块链解决了所有设备都连上云后，云的运维成本和稳定性问题，即使采用了性能优异的分布式。
■ 时序数据
物联网的数据大多是以时间或命令为序列的，和区块链有天然的结合。
盖上时间戳的数据，本身就可以防止重放攻击，解决并发导致的死锁等问题。这些数据在过往割裂的中心化网络中并没有有效地被结合起来，解决数据在流通中的最终一致性问题。每个节点会以同步的时间戳为核心，控制局域网络内的业务逻辑。时间戳在整个区块链网络是同步的，追溯同一时刻整个网络各节点的行为可以还原网络某一时刻的状态。
■ 基于区块的交易形态
公有链内置虚拟货币由智能合约实现。积分为公有链生态系统内激励、消费和交易的基准。在AmpereX生态内，会产生一种积分（token），作为一种结算标准。
举例：用户A 需要向节点B 请求获得资源或是使用权，则需要支付一定数量的某种token，同时将该交易打包的代表节点C 也将获得奖励，该奖励积分。
■ 隐私的安全
由于边缘计算单元承载了绝大多数数据，上报的数据是由应用决定的，应用开发者大部分逻辑都是离线的，在线部分数据的脱敏则由开发者自行控制。AmpereX的本地自组网也是去中心化的，在一个本地应用网络中，一旦主要应用节点发生故障，应用逻辑会漂移到另一个节点继续完成，从而保障了本地应用网络一致性的问题。物联网本身的安全性是由各个设备节点的OS 本身保证的。此外链网络释放基于时间戳的一次性token 到应用网络，可对抗重放攻击。
4.激励层架构设计方案
分布式能源新零售生态智能合约（Smart Contract of AmpereX）：设备互控合约建立在能源被数字化抽象的基础上，Dapp通过AmpereX应用层采用抽象能源对象交易进行交互，并和AmpereX.BC进行链上数据的交互，这二者相结合，就可以令智能合约与在真实世界能源场景的有效互动。
■ 直接激励
激励层由基于智能合约的数据分享激励机制，解决APB积分的分配的问题。在总量积分中将有35%的积分通过电力物联网终端以销售电力的方式获得（通过终端销售出电力的行为获得对应的积分奖励，俗称为”售电即挖矿“），这部分的积分为直接激励，激励的算法模型如下：

Si为代理激励数量；
根据公式，平台投放首年，通用终端每销售1度电（KW.h）获得1 APB积分的奖励，每1年衰减50%。根据现有的数据推演，预计5年后，平台累计能完成30TW.h的电力销售，该能耗约等于目前全球比特币矿机一年的耗电总量。

■ 间接激励
通过智能合约的设定，AmpereX.BC可实现间接激励模型：APB积分持有者可根据运营需要，自行设定合约进行间接激励。间接激励的积分将以智能合约的模式从激励者的钱包中根据合约规则支付给特定的被激励对象，譬如：
a) 电力销售者可以设计间接激励合约对在其生态设备上购买电力的消费者奖励APB积分。
b) 能源生产者可以对销售清洁能源的销售终端进行积分奖励，以鼓励其选择清洁能源销售，以冲抵清洁能源与普通能源销售的成本差异。
c) 能源的定向补贴，补贴部门对于清洁能源的使用者根据消费的能源金额奖励一定数量的APB积分。
■ 加速激励合约

为平衡体系中四方的经济平衡机制，优化能源使用的结构，平台提供了一种标准化的附加合约“加速激励合约”，来为能源销售者提供额外的APB积分激励规则，譬如：在AmpereX投入运行的初期，对于电力销售者提供每台设备1000APB的售电激励；在同样的售电环境下，使用清洁能源能获的2倍于直接激励的APB积分。加速激励合约所消耗的APB由激励合约发布人提供。加速激励合约在智能合约体系中，能够实现整体的激励和利益二次分享。

5.应用层架构设计方案
AmpereX应用层，是由AmpereX基础数据支持体系和交易数据开放接口体系组成。AmpereX基础数据支持体系包括数据验证系统、数据分类系统，嵌入式应用管理系统，服务商管理体系、设备商管理体系。这四大系统将维持AmpereX基本的数据应用。早期基金会对于服务商、设备商设立准入机制，并建立核心应用生态，当AmpereX能源零售生态健全后，将在公链应用层开放准入条件，并以APB积分作为准入燃料。AmpereX应用层还将提供给能源服务提供商和能源数据使用者使用的数据开放接口体系， 为将来引入分布式能源服务商的各种服务提供完善的数据体系支持。

6.DAPP层设计方案

AmpereX在应用层之上提供一套完备的DAPP框架供生态，团队于2018年推出APB钱包专属安卓和IOS应用程序。生态合作伙伴移动端应用将会集成APB轻钱包功能，用户可在本地手机终端保存APB积分，并可以非常方便的参与AmpereX的生态交易。同时，AmpereX还提供一套基于JAVA的嵌入式的轻钱包、终端计量、APB合约激励的。

项目实现场景
1.智能积分插座
AmpereX Socket智能积分插座是由能源区块链生态科技基金会主导推动研发的一款基于区块链技术的智能插座产品。随着智能终端功能的不断拓展，智能家居行业也随之突飞猛进，AmpereX Socket作为智能家居中不可缺少的辅助类电器，定位于全球家庭使用的智能物联电力支撑设备。智能插座就像是我们的记忆工具，它提供对家用电器远程控制。除了最基本的远程控制以外，AmpereX Socket还提供对于连接设备的智能化场景定制，譬如：夜间照明的自动关闭、大功率用电设备根据使用能耗自动启停功能、家用电器使用功耗计量等。
AmpereX Socket的最大的特点还是它是一款支持“挖矿”功能的插座。AmpereXSocket自身并不耗电，而是当被插入用电设备时，内部系统将会启动挖矿功能，即所谓的“耗电即挖矿”的功能。设备会根据实际的功耗数据奖励APB代币，通过代币激励将用户引入AmpereX能源大生态中。
2.智能共享充电桩
基金会的合作伙伴，有友网络科技有限公司是一家能源物联网企业，主要致力于研发和推广电动车智能充电系统，通过平台累积用户规模衍生增值服务，打造围绕电动车产业的一体化平台。 有友网络已经率先在国内启动部署智能充电桩试点工作，目前项目已经覆盖全国6个省份200个小区，累计覆盖终端用户突破10万人。即将推出的3.0版本将内置AmpereX.BC的生态功能。
新版的易安充客户端将预制APB钱包，设备业主可以通过绑定设备后获得设备的挖矿积分奖励，获得的可以设定积分合约用来鼓励车主在平台进行充电来获得业主转让的积分；APB积分还可以兑换易安充的内部积分，用于购电优惠、易安充设备购置以及易安充商城内的其他商品。

3.微型储能电站
微网作为智能电网一个重要的组成部分，近年来得到了重视和发展。作为一个小的局域网络，它将风能、太阳能等分散的、规模小的可再生能源集中在这个网络中，服务于单个家庭或几个家庭,以及小型商业负载，并通过统一的出口传输电力。基金会的合作伙伴，协能济（北京）储能科技有限公司目前已经研发新一代基于锂离子电池组48V标准模块的小型储能电站将内置AmpereX.BC 的生态功能。
我们将微网加入智能电网中，我们可以创建一个强大的联盟，提供巨大的键能，智能电网可以控制这些分布式微网。 集成可再生资源到微网储能系统中。微网中的储能设备可以帮助平滑、稳定可再生能源产生的能量，可以帮助拉平负荷，这将减少在高峰时段发电的需要，减少电力公司的资本投资。由于可再生能源产生能量的多变性妨碍了他们参与需求响应的方案，因为他们不能保证在收到需求命令时及时给出响应。微网使可再生资源满足需求响应的指令。收到需求命令时，当可再生能源不能提供能量时，微网中存储的能量可作为后备资源及时给出响应。 微网储能可以使用类似纯电动汽车和混合动力汽车上的电池。随着制造商生产用于微网，纯电动车，混合动力汽车的电池数量的增加和竞争的加剧，其成本将会降低。因此，微网成本的下降速度将比其他存储技术更快。

4.其他应用场景
■ 能源补贴计量
目前，能源补贴的科学计量是一个世界级的难题。由于计量问题会导致可再生能源补贴发放的严重滞后给广大可再生能源生产企业带来了巨大的负担。AmpereX提供的分布式电力核算模式，使用APB作为载体进行计量，通过交易所实现APB与碳排放权的置换，实现补贴的精确计量与发放。
■ 分布式电力的物权管理
资产产生的价值可以被交易，如发电机、分布式电站、充电桩、电动汽车等，预计产生的收入可以被证券化，进入流通环节。需要消耗耗材的设备及供应链管理也可以使用这种机制进行反向流通。
能源生态的企业可以通过融资租赁资产为载体，以APB作为计量来发行数字化的资产产品。融资租赁公司利用自身在租赁业务当中的专业优势，完成租赁项目后，将融资租赁资产通过信托形式转让出去；同时委托人基于对信托投资公司的信任，将自己合法拥有的资金委托给信托投资公司，由信托投资公司按委托人的意愿以自己的名义，为受益人运用于该融资租赁业务。因此，它本质上是一种指定用途的资金信托和专门投资于融资租赁债权的金融产品。
租赁公司可以考虑把信托公司发行产品作为一条固定的融资渠道，在融资项目调研的同时，与信托公司进行沟通，项目完成后即可同步发行信托产品，减少自有资金占用时间，同时又可以收取相关的费用收益，打造时间短、收益快的新盈利模式。例如，在 AmpereX与某光伏企业的合作中，光伏企业生产电能可以被实时被数据化监控并证券化。企业可根据光伏发电情况实时了解设备状态及资产生产效率，同时开放相关数据给用户，获取更加透明和更有公信力的产品信息。
生态积分——APB
1.APB积分
AmpereX平台将推出APB积分作为AmpereX生态系统的燃料。APB发行总量上限为100亿枚，在首次发行完成后不再增发。APB积分前期基于以太坊区块链的ERC20标准积分，待AmpereX.BC网络建设为完成后将迁移至AmpereX.BC公链上。
2.积分的获取
■ 参与私募，使用其他代币兑换获得
■ 成为能源零售者，通过售电挖矿获得
■ 贡献AmpereX生态建设，获取定向合约Token激励
■ 生态内交易相关商品/资产，销售获得
■ 第三方交易平台购买
3.积分的用途
APB积分有助于促进电力的低成本和高回报。它们通过以下方式与生态系统互动：
■ APB积分为激励积分，向参与者提供行为奖励。
■ APB积分作为系统的燃料，促进平台的使用和访问。AmpereX生态中技术授权、设备准入、产品的预售都将消耗。
■ 兑换能源商品，获得产品/服务的优先认购资格及优惠。
■ APB积分为能源标记，促进生态优化 。
■ 贡献和连接能源的生产机构和组织。
4.积分发行方案
APB积分总量为100亿个，其中：
■ 基石及私募发行份额为30%，对象为项目早期投资人、机构，主要为AmpereX的早期发展提供资源和技术上支持的伙伴，定向募集投资者累计不超过150名。
■ 创始团队预留份额为20%，本预留部分将用于项目开发核心团队成员激励。
■ 挖矿分享份额为35%。
■ 商业推广预留份额为10%，商业推广主要用于AmpereX与全球分布式能源生态合作、拓展、重要资源整合置换等。
■ 5%为保留积分，以应对项目执行过程中的一些不确定的支出。

关于更多AmpereX信息：http://www.amperex.io/

文章来源：http://www.qukuaiwang.com.cn/news/9860.html
原文作者：AmpereX
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