Master's Final Project
Potenciales aplicaciones de la tecnología blockchain al sector eléctrico
Author/s | Parra Parra, Francisco Javier |
Director | Cruz Romero, Pedro L. |
Department | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Eléctrica |
Publication Date | 2023 |
Deposit Date | 2023-11-30 |
Academic Title | Universidad de Sevilla. Máster en Sistemas de Energía Eléctrica |
Abstract | Los sistemas eléctricos se encuentran actualmente expuestos a grandes cambios. Están inmersos en un proceso de descarbonización, donde las centrales de generación térmica convencionales están siendo reemplazadas por ... Los sistemas eléctricos se encuentran actualmente expuestos a grandes cambios. Están inmersos en un proceso de descarbonización, donde las centrales de generación térmica convencionales están siendo reemplazadas por generación renovable, con gran parte distribuida en pequeñas instalaciones. Además, han surgido nuevos actores, como los prosumidores (consumidores que también generan energía) o el vehículo eléctrico. Estos nuevos elementos se encuentran generalmente distribuidos y en manos de usuarios finales y pequeñas entidades, haciendo necesario un cambio de paradigma en la forma de gestionar y operar los sistemas eléctricos. Así, se está pasando de modelos de gestión centralizados a modelos cada vez más descentralizados, tomando las redes eléctricas de distribución mayor relevancia y donde las microrredes y las comunidades energéticas podrían jugar un papel importante. Todo esto, junto con la digitalización de las redes eléctricas, transformándose progresivamente en smart grids, requiere la búsqueda de soluciones innovadoras para garantizar y mejorar su funcionamiento. Este trabajo se centra en explorar posibles aplicaciones de la tecnología blockchain para abordar estos desafíos. En el primer capítulo, se introducen los fundamentos técnicos de blockchain, una tecnología disruptiva que en los últimos años ha atraído gran atención. En el segundo capítulo, se exponen potenciales aplicaciones de blockchain en sistemas eléctricos. Estas aplicaciones se han dividido en tres categorías: - Ciberseguridad - Mercados eléctricos - Gestión, operación y control de redes eléctricas Para cada una de estas categorías, se comienza identificando los desafíos que los sistemas eléctricos manifiestan en el área correspondiente. Posteriormente, se expone como la aplicación de blockchain puede contribuir a resolver estos desafíos. Finalmente, se examinan casos de estudio que ilustran aplicaciones concretas de blockchain. En el tercer capítulo, se presenta una aplicación innovadora que propone utilizar blockchain para mejorar la gestión de comunidades de autoconsumo solar colectivo. En primer lugar, se define el concepto de comunidad energética y autoconsumo solar colectivo, y se explica el marco normativo que actualmente establece su funcionamiento en España. A continuación, se introduce el modelo propuesto y se exponen las ventajas que su implementación supondría frente al mecanismo actual. Por último, se incluyen los pasos que se han seguido y las herramientas utilizadas para simular el funcionamiento del modelo propuesto. La simulación ha consistido en el desarrollo de una blockchain local y el diseño de una comunidad de autoconsumo colectivo formada por 10 viviendas y una instalación fotovoltaica compartida. Para ello, se han utilizado datos de consumo y generación correspondientes a un año. Por último, el código de programación utilizado durante la simulación se ha incluido en el Anexo A. Power systems are currently facing significant changes . They are undergoing a decarbonization process where conventional thermal generation plants are being replaced by renewable generation, with a significant ... Power systems are currently facing significant changes . They are undergoing a decarbonization process where conventional thermal generation plants are being replaced by renewable generation, with a significant portion distributed in small installations . In addition, new players are emerging, such as prosumers (consumers with generation capacity) and electric vehicles. Involvement of these new elements which typically are geographically distributed and owned by several end users, make necessary a change in the way power systems are managed and operated. As a result, there is a trend from centralized to decentralized models, where distribution grids take more importance together with microgrids and energy communities. All together with the ongoing digitization of electric grids , becoming then in smart grids, requires searching for solutions to ensure and improve their performance. This work focuses on explor ing possible applications of blockchain to address these challenges. The first chapter introduces the technical fundamentals of blockchain, a disruptive technology that has received significant attention in recent years. In the second chapter, potential applications of blockchain in power systems are presented . The potential applications have been divided into three categories: - Cybersecurity - Electrical markets - Management, operation and control of electrical grids For each of the three categories, first, the challenges that power systems face are presented. Subsequently, how the application of blockchain can contribute to address these challenges is explained . And finally, some case studies which uses blockchain in power system are shown. The third chapter present an innovative application that proposes the use of blockchain to improve the management of collective solar self consumption communities. First, the concept of an energy community and collective solar self consumption is defined, and the regulatory framework that currently governs their operation in Spain is explained. Next, the proposed model is introduced, highlighting the advantages its implementation would bring compared to the current mechanism . Finally, the steps that have been followed and the tools that have been used to simulate the operation of the model are included. During the simulation process: a local blockchain has been developed, a collective self consumption community consisting of 10 homes and a shared photovoltaic installation has been designed . consumption and generation data corresponding to one year have been used. Finally, t he programming code used during the simulation has been included in Annex A. |
Citation | Parra Parra, F.J. (2023). Potenciales aplicaciones de la tecnología blockchain al sector eléctrico. (Trabajo Fin de Máster Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. |
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