Open this publication in new window or tab >>2022 (English)Report (Other academic)
Abstract [en]
A comprehensive overview of blockchain-based smart grid management, control, and operation solutions. The report compares with related reviews and highlights the challenges in management, control, and operation for a blockchain-based smart grid, as well as future research directions in five categories: collaboration between actors, data analytics and management, control of network imbalances, decentralization of network management and operation, security and privacy.
The report reviews how blockchain technology can potentially solve the challenges of decentralized solutions for future renewable energy systems. As a result, several applications of blockchain for renewable energy are discussed, such as electric vehicles, decentralized P2P energy transactions, carbon certification and trading, physical information security, energy transfer, Energy-to-X, and the Internet of Energy.
A guideline for the implementation of blockchain to corresponding applications for future renewable energy is also presented in this report. This includes the different blockchain system architectures, the data flow from the power grid processed and recorded, the choice of the appropriate consensus, and the different blockchain frameworks.
Abstract [en]
Power generation, distribution, transmission, and consumption face ongoing challenges such as smart grid management, control, and operation, resulting from high energy demand, diversity of energy sources, and environmental or regulatory issues. To better optimize and control the renewable energy system and its integration with traditional grid systems and other energy systems, corresponding technologies are needed to meet its growing practical application requirements: decentralized management and control, support for decentralized decision-making, fine-grained and timely data sharing, maintain data and business privacy, support fast and low-cost electricity market transactions, and maintain the security and reliability of system operation data, and prevent malicious cyberattacks. Blockchain is based on core technologies such as distributed ledgers, asymmetric encryption, consensus mechanisms, and smart contracts and has some excellent features such as decentralization, openness, independence, security, and anonymity. These characteristics partially meet the technical requirements of future renewable energy systems.
This report provides a comprehensive overview of blockchain-based smart grid management, control, and operation solutions. The report compares with related reviews and highlights the challenges in management, control, and operation for a blockchain-based smart grid, as well as future research directions in five categories: collaboration between actors, data analytics and management, control of network imbalances, decentralization of network management and operation, security and privacy.
The report reviews how blockchain technology can potentially solve the challenges of decentralized solutions for future renewable energy systems. As a result, several applications of blockchain for renewable energy are discussed, such as electric vehicles, decentralized P2P energy transactions, carbon certification and trading, physical information security, energy transfer, Energy-to-X, and the Internet of Energy.
A guideline for the implementation of blockchain to corresponding applications for future renewable energy is also presented in this report. This includes the different blockchain system architectures, the data flow from the power grid processed and recorded, the choice of the appropriate consensus, and the different blockchain frameworks.These are the results and conclusions of a project, which is part of a research programme run by Energiforsk. The author/authors are responsible for the content.
Abstract [sv]
Elproduktion, -distribution, -överföring och -förbrukning står inför pågående utmaningar som smart näthantering, kontroll och drift, som är ett resultat av hög energiefterfrågan, mångfald av energikällor och miljö- eller regelfrågor. För att bättre optimera och kontrollera det förnybara energisystemet och dess integration med traditionella nätsystem och andra energisystem, behövs motsvarande teknik för att möta dess växande praktiska tillämpningskrav: decentraliserad förvaltning och kontroll, stöd för decentraliserat beslutsfattande, finkornigt och aktuellt datadelning, upprätthålla data och affärsintegritet, stödja snabba och billiga elmarknadstransaktioner och upprätthålla säkerheten och tillförlitligheten för systemdriftsdata och förhindra skadliga cyberattacker. Blockkedja är baserad på kärnteknologier som distribuerade reskontra, asymmetrisk kryptering, konsensusmekanismer och smarta kontrakt och har några utmärkta funktioner som decentralisering, öppenhet, oberoende, säkerhet och anonymitet. Dessa egenskaper ska delvis uppfylla de tekniska kraven för framtida förnybara energisystem.
Den här rapporten ger en omfattande översikt över blockkedjebaserade lösningar för smart näthantering, kontroll och drift. Rapporten jämför med relaterade recensioner och belyser utmaningarna inom förvaltning, kontroll och drift för ett blockkedjebaserat smart nät, såväl som framtida forskningsriktningar inom fem kategorier: samarbete mellan aktörer, dataanalys och hantering, kontroll av nätobalanser, decentralisering av nätförvaltning och drift, säkerhet och integritet.
Rapporten går igenom hur blockkedjeteknik potentiellt kan lösa utmaningarna med decentraliserade lösningar för framtida förnybara energisystem. Som ett resultat diskuteras flera tillämpningar av blockkedja för förnybar energi såsom elektriska fordon, decentraliserade P2P-energitransaktioner, certifiering och handel med koldioxidutsläpp, fysisk informationssäkerhet, energiöverföring, Energi-to-X och Internet för Energi.
En riktlinje för implementering av blockkedja till motsvarande tillämpningar för framtida förnybar energi presenteras också i denna rapport. Detta inkluderar olika blockkedja -systemarkitektur, dataflöde från elnätet bearbetas och registreras, val av lämplig konsensus samt de olika blockkedja -ramverken
Place, publisher, year, edition, pages
Energiforsk AB, 2022. p. 72
Series
Elnätens digitalisering och IT-säkerhet ; 2022:888
Keywords
Smart grid, blockchain, smart grid management, smart grid control and operation, renewable energy, decentralized framework, decentralized management
National Category
Energy Systems
Identifiers
urn:nbn:se:his:diva-22286 (URN)978-91-7673-888-7 (ISBN)
2023-02-172023-02-172023-02-17Bibliographically approved