Применение технологий распределенного реестра (Blockchain) в электроэнергетических системах

Игорь Николаевич Перекальский, Сергей Евгеньевич Кокин

Аннотация


Современные энергосистемы стремительно развиваются в сложные киберфизические системы.
Децентрализация энергетических ресурсов, уход от нынешней традиционной централизованной модели электроснабжения, повсеместное внедрение новых информационных технологий требуют создания безопасной, эффективной и надежной киберинфраструктуры, которая способна обеспечить должный уровень конфиденциальности и автоматизации процессов купли-продажи электроэнергии. Эти задачи может решить набирающая популярность технология распределенного реестра Blockchain. Технология обеспечивает распределенные вычисления, безопасную среду для взаимодействия участников в сети и надежное хранение информации. Blockchain позволяет сделать каждого участника сети не только потребителем энергии, но и ее поставщиком, организовав для этого «цифровую» среду. Продажа энергии при этом будет осуществляться напрямую между участниками, без посредников, с использованием умных счетчиков и адаптивных алгоритмов взаиморасчетов, которые взаимодействуют в режиме реального времени.

В 2017 г. Blockchain оценивался топ-менеджерами как ключевая прорывная цифровая технология на горизонте ближайших пяти лет. Согласно результатам опроса Deloitte, в 2019 г. 53 % компаний называют Blockchain стратегически приоритетной технологией, а в 2018 г. такое мнение выразили только 43 %.

В то же время проекты последние два года выходящие на рынок и получающие финансирование, отличаются большей комплексностью и индустриальной спецификой. В числе стран-лидеров находятся США, Германия и Великобритания. Половина Blockchain-проектов в области электроэнергетики зарегистрированы в пяти государствах: США (50 проектов), Германия (22 проекта), Великобритания (15 проектов), Австралия (13 проектов) и Япония (13 проектов). При этом на долю России пришлось всего 4 проекта.


Ключевые слова


Blockchain; Smart grid; Distributed computing; Energy internet; распределенный реестр

Полный текст:

PDF

Литература


Merlinda Andonia, Valentin Robua, David Flynna, Simone Abramb, Dale Geachc, David Jenkinsd, Pe-ter McCallumd, Andrew Peacockd. Blockchain technology in the energy sector: A systematic review of chal-lenges and opportunities. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2019, 100 (5), pp. 143–174. DOI: 10.1016/j.rser.2018.10.014

Ahl Amanda, Yarime Masaru, Tanaka Kenji, Sagawa Daishi. Review of blockchain-based distributed energy: Implications for institutional development. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2019, 107,

pp. 200–211. DOI: 10.1016/j.rser.2019.03.002

Amin S.M., Wollenberg B.F. Toward a smart grid: power delivery for the 21st century. IEEE Power Mag, 2005, 3 (5), pp. 34–41. DOI: 10.1109/MPAE.2005.150702

Huang A., Crow M., Heydt G. et al. The future renewable electric energy delivery and management (FREEDM) system: the energy internet. Proc IEEE, 2011, 99 (1), pp. 133–148. DOI: 10.1109/JPROC.2010.2081330

Dong Z.Y., Luo F., Lai J. et al. Data-centric energy ecosystem in active distribution network. Southern Power System Technology, in press.

Nakamoto S., Bitcoin [a peer-to-peer electronic cash system]. Available at: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf (accessed 01.12.2019).

Mengelkamp E., Notheisen B., Beer C., Dauer D., Weinhardt C. A blockchain-based smart grid: To-wards sustainable local energy markets. Comput. Sci. Res. Dev., 2018, 33, pp. 207–214.

King S., Nadal S. PCoin: peer-to-peer crypto-valuta met proof-of-stake Available at: https://peercoin.net/ assets/paper/peercoin-paper-nl.pdf (accessed 01.12. 2019).

Ethereum [Wikipedia]. Available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ethereum (accessed 02.12. 2019).

Ebrahim M., Khan S., Khalid U. Symmetric algorithm survey: a comparative analysis, Int J Comput Appl, 2013, 61 (20), pp. 12–19.

Korpela K., Hallikas J., Dahlberg T. Digital supply chain transformation toward Blockchain integra-tion. Proceedings of the 50th Hawaii international conference on system sciences, Hawaii, USA, 16 January 2017, 10 p. DOI: 10.24251/HICSS.2017.506

Zyskind G., Nathan O., Pentland A. Decentralizing privacy: using Blockchain to protect per-sonal

data. Proceedings of the 2015 IEEE security and privacy workshops, San Jose, USA, 21–22 May 2015,

pp. 180–184.

Ferrer E.C. The Blockchain: a new framework for robotic swarm systems, arXiv Preprint. arXiv, 2016,

pp. 12–13. DOI: 10.1007/978-3-030-02683-7_77

Azaria A., Ekblaw A., Vieira T. et al. MedRec: using Blockchain for medical data access and permis-sion management. Proceedings of the international conference on open and big data, Vienna, Australia, 22–24 August 2016, pp. 25–30. DOI: 10.1109/OBD.2016.11

Blockchain cons. [Bitcoin Charts]. Available at: https://blockchain.info/charts/ (accessed 05.01.2019).

Ethereum cons. [Ethereum] Available at: https://www.ethereum.org (accessed 05.01.2019).

Litecoin cons. [Litecoin open source P2P digital currency]. Available at: https://litecoin.com/ (ac-cessed: 06.01.2019).

Coinbase cons. [Coinbase open source P2P digital currency]. Available at: https://www.coinbase.com/?locale=en (accessed 07.01.2019).

Decentralised energy marketplace. Power ledger [Decentralised energy marketplace]. Available at: https://web.powerledger.io (accessed 08.01.2019).

Conjoule [our shared energy future]. Available at: http://conjoule.de/en/home (accessed: 08.01.2019).

LO3 energy [The future of energy/ LO3 energy]. Available at: https://lo3energy.com/ (accessed 08.01.2019).

The future of energy [Share and charge The future of energy]. Available at: http://shareandcharge.com/en (accessed 08.01.2019).

Блокчейн консорциум. Новые возможности для производителей и потребителей электроэнергии. Обзор мировой электроэнергетики, подготовленный PwC [Blockchain cons. New opportunities for produc-ers and consumers of electricity. PwC Global Electricity Survey]. Available at: www.pwc.com/utilities (ac-cessed: 08.01.2019).

Luo F., Dong Z.Y., Chen Y. et al. Hybrid cloud computing platform: the next generation IT backbone for smart grid. Proceedings of the IEEE PES general meeting, San Diego, USA, pp. 22–26, July 2012, 7 p. DOI: 10.1109/PESGM.2012.6345178

Luo F., Zhao J., Dong Z. Y. et al. Cloud-based information infrastructure for next generation power grid: conception, architecture, and applications. IEEE Trans Smart Grid, 2016, 7 (4), pp. 1896–1912. DOI: 10.1109/TSG.2015.2452293

Liang G., Weller S.R., Luo F. et al. Generalized FDIA-based cyber topology attack with application to

the Australian electricity market trading mechanism. IEEE Trans Smart Grid, 2017, 9 (4), pp. 3820–3829. DOI: 10.1109/TSG.2017.2677911

Liang G., Weller S.R., Luo F. et al. Distributed blockchain-based data protection framework for modern power systems against cyber attacks. IEEE Trans Smart Grid, 2018, 10 (3), pp. 3162–3173. DOI: 10.1109/TSG.2018.2819663

Liang G., Weller S., Zhao J. et al. The 2015 Ukraine blackout: implications for false data injection at-tacks. IEEE Trans Power Syst, 2016, 32 (4), pp. 3317–3318. DOI: 10.1109/TPWRS.2016.2631891




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power200108

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.