Publication: Control and authentication of a fully decentralized pay-per-use energy trading platform
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Yacine, Merrad | en_US |
dc.contributor.supervisor | Mohamed Hadi Habaebi, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Md. Rafiqul Islam, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Teddy Surya Gunawan, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-07T03:01:57Z | |
dc.date.available | 2024-10-07T03:01:57Z | |
dc.date.issued | 2023 | |
dc.description.abstract | This research aims to solve some problems related to blockchain peer-to-peer energy trading, which are purchased energy under consumption and transaction authentication and demand response control, which still rely on centralized schemes. The purpose of this thesis is to control and authenticate a fully Decentralized pay-per-use energy trading platform. It presents a blockchain-based peer-to-peer (P2P) energy trading platform where prosumers can trade energy autonomously and without interference from a central authority. Multiple prosumers can collaborate on energy generation to form a single supplier. Customers' electricity consumption is monitored via a smart meter connected to an IoT node connected to a private blockchain network. Smart contracts invoked on the blockchain enable autonomous trading interactions between parties and govern the behaviour of accounts within the Ethereum state. The decentralized P2P trading platform uses autonomous usage-based billing and energy routing monitored by a smart contract. A Deep Learning-based Gated Recurrent Unit (GRU) model predicts future consumption based on past data collected on the blockchain. The predictions are then used to set Time of Use (TOU) ranges using the K-means cluster. The data used to train the GRU model is shared among all parties within the network, making the predictions transparent and verifiable. By implementing K-Mean clustering in a smart contract on the blockchain, the set of TOU is independent and unchallengeable, To ensure the validity of the data uploaded to the blockchain, a consensus algorithm is proposed to detect fraudulent nodes, along with a Proof of Location (POL) to ensure that the data is uploaded by the expected nodes. To address the conflict of interest between prosumers and distribution system operators (DSOs) in decentralized P2P energy trading platforms, where prosumers seek to maximize their profit on the one hand, while DSOs seek optimal power flow (OPF) on the other hand, a novel fully decentralized architecture is proposed for an OPF-based demand response management system that uses smart contracts to force generators into compliance without the need for a central authority or hardware. The study details the proposed platform architecture, operation, and implementation. The results are presented mainly in terms of gas consumption of smart contracts and transaction latency for different loads. The work presented in the thesis is relevant in the sense that we have attempted to address a popular and important contemporary research issue related to blockchain technology. The research work holds great potential for industrial use. In the future era of renewable energy, decentralization of energy trading is a necessity for the future society. | en_US |
dc.description.abstractarabic | يهدف هذا البحث إلى حل بعض المشكلات المتعلقة بتداول الطاقة من نظير إلى نظير لى (P2P) البلوكشين والتي تتمثل في عدم الاستهلاك الكلي للطاقة التي تم شراؤها، ومصادقة ،(blockchain) المعاملات والتحكم في استجابة الطلب، والتي لا تزال تعتمد على طرق رمكزية. الغرض من هذه الأطروحة هو التحكم والمصادقة على منصة تداول الطاقة اللارمكزية بالكامل للدفع على حس ب الاستخدام. إنه يقدم منصة تداول الطاقة من نظير إلى نظير القائمة على بلوكشين حي ث يمكن للمستهلكين تداول الطاقة بشكل مستقل ودون تدخل من اي سلطة رمكزية. يمكن للمستهلكين المتعددين التعاون في توليد الطاقة لتشكيل مز ود واحد. تتم مراقبة استهلاك الكهرباء للعملاء عبر عداد ذكي متصل بعقدة إنترنت الأشياء المتصلة بشبكة بلوكشين خاصة. تتيح العقود ال ذكية وال تي يتم استدعاؤها على بلوكشين تفاعلات تجارية تستخدم منصة . (Ethereum) مستقلة بين الأطراف وتحكم سلوك الحسابات داخل حالة ايثيريوم الفوترة المستندة إلى الاستخدام المستقل وتوجيه الطاقة الذي يتم مراقبته بواسطة P2P التداول اللارمكزية القائم على التعلم العميق بالاستهلاك المستقبلي بناءً (GRU) عقد ذكي. يتنبأ نموذج الوحدة المتواترة على البيانات السابقة التي تم جمعها على البلوكشين .تُستخدم التنبؤات بعد ذلك لتعيين نطاقات وقت تتم مشاركة البيانات المستخدمة لتدريب نموذج K-mean. باستخدام تجميع (ToU) الاستخدام بين جميع الأطراف داخل الشبكة، مما يجعل التنبؤات شفافة ويمكن التحقق منها. من خلال GRU مستقلة وغير قابلة للطعن. ToU في عقد ذكي عل ى بلوكشين، تكون مجموعة K-Mean تنفيذ تجميع لضمان صحة البيانات التي تم تحميلها على بلوكشين، تم اقتراح خوارزمية إجماع للكشف عن العقد لضمان تحميل البيانات بواسطة العقد المتوقعة. لمعالجة تضارب (PoL) الاحتيالية، إلى جانب إثبات الموقع ، P2P في منصات تداول الطاقة اللارمكزية (DSOs) المصالح بين المستهلكين ومشغلي أنظمة التوزيع للحصول على تدفق DSOs حيث يسعى المستهلكون إلى تعظيم أرباحهم من ناحية ، بينما يسعى من ناحية أخرى ، لهذا تم اقتراح بنية لا مركزية بالكامل لنظام إدارة استجابة (OPF) الطاقة الأمثل الذي يستخدم العقود الذكية لإجبار المولدات على الامتثال دون الحاجة إلى OPF الطلب المستند إلى سلطة أو أجهزة رمكزية. توضح الدراسة تفاصيل بنية المنصة المقترحة وتشغيلها وتنفيذها. يتم عرض النتائج بشكل رئيسي من حيث استهلاك الغاز للعقود الذكية وزمن انتقال المعاملات للأحمال المختلفة. العمل المقدم في الأطروحة ذو اهمية لأننا حاولنا معالجة قضية بحث معاصرة شائعة وهامة تتعلق بتكنولوجيا البلوكشين. العمل البحثي يحمل إمكانات كبيرة للاستخدام الصناعي. في عصر الطاقة المتجددة في المستقبل، تعتبر اللارمكزية في تجارة الطاقة ض رورة للمجتمع المستقبلي. | en_US |
dc.description.callnumber | et QA 76.9 B56 Y122C 2023 | |
dc.description.cpsemail | cps2u@iium.edu.my | en_US |
dc.description.degreelevel | Doctoral | |
dc.description.email | meradmesri@yahoo.fr | en_US |
dc.description.funder | POSTGRADUATE FEE WAIVER SCHEME | |
dc.description.hold | Thesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2023. | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Control and authentication of a fully decentralized pay-per-use energy trading platform / by Merrad Yacine | en_US |
dc.description.identity | G1915109MerradYacine | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Algeria | en_US |
dc.description.notes | Extracted from iviva. Open-access | en_US |
dc.description.physicaldescription | xx, 246 leaves : colour illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Doctor of Philosophy in Engineering | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/2935 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2023 | en_US |
dc.rights | OWNED BY STUDENT | |
dc.subject.lcsh | Blockchains (Databases) | |
dc.subject.lcsh | Selling -- Electric power | |
dc.title | Control and authentication of a fully decentralized pay-per-use energy trading platform | en_US |
dc.type | Doctoral Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |