電力科技信息

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歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)標準化的演進

隨著智能配電網(wǎng)的新技術(shù)應用和設備供應商數(shù)量的不斷增加，整合各設備供應商資源的需求也越來越迫切。為了提供一個相對穩(wěn)定的框架，滿足工業(yè)界和用戶在效率、產(chǎn)品設計和通用性上的共同需求，消除技術(shù)障礙，根據(jù)智能配電網(wǎng)當前的應用情況和未來的發(fā)展情況，有必要討論數(shù)據(jù)模型、通信協(xié)議和電網(wǎng)接入的標準化問題。

1 標準化組織和國際性活動

在電工技術(shù)領域中，除了ISO（國際標準化組織）和ITU（國際電信聯(lián)盟）之外，IEC（國際電工委員會）是世界上主要的標準化組織，負責并發(fā)布所有的電氣、電子及相關(guān)技術(shù)的國際標準。

在國際層面，有幾種關(guān)于智能電網(wǎng)標準化的路線圖和部署。IEC SG3（戰(zhàn)略組）制定了一種路線圖，其中包括涉及一系列相關(guān)標準的定義和描述，并提出了有待開發(fā)的建議。在區(qū)域?qū)用妫瑲W洲、日本和中國也開展了智能電網(wǎng)標準化路線圖的研究項目。這些項目都參考了智能電網(wǎng)的相關(guān)標準和工作，如IEC TC 8的 “電力供應系統(tǒng)方面”，IEC TC13的“電能計量、計費和負荷控制”和IEC TC57的“電力系統(tǒng)管理和相關(guān)的信息交換”。

IEC TC8技術(shù)委員會主要負責與其他標準委員會協(xié)調(diào)有關(guān)電力供應系統(tǒng)方面的標準。作為致力于智能電網(wǎng)相關(guān)主題的委員會，其所關(guān)注的問題主要涉及術(shù)語、電力系統(tǒng)可靠性、并網(wǎng)問題以及能量供應特點和智能電網(wǎng)應用場景系列等。

IEC TC13技術(shù)委員會主要負責計量設備和系統(tǒng)方面的標準，其中包括智能計量系統(tǒng)的國際性標準，主要用于電網(wǎng)中和終端用戶的發(fā)電站、網(wǎng)絡的電能計量、計費和負荷控制、客戶信息和付費等，以及研究各種計量測試設備和方法的國際標準。

IEC TC57技術(shù)委員會負責電力系統(tǒng)管理及相關(guān)信息交換方面的標準，其中涉及通信接口、信息安全和數(shù)據(jù)模型規(guī)范等，主要用于電網(wǎng)自動化（保護、變電站自動化、配電自動化）、DER管理、SCADA，EMS，DMS、市場通信以及電力系統(tǒng)和家居之間的信息交換、建筑及工業(yè)自動化等。IEC TC 57技術(shù)委員會共發(fā)布了127個標準文件，目前還有39個項目處于12個工作組的研發(fā)中。

2 智能電網(wǎng)標準化過程

歐盟的智能電網(wǎng)任務M/490是一個正在開展的國際性智能電網(wǎng)標準化進程，這個進程采用基于應用場景驅(qū)動的方法來協(xié)調(diào)各個標準化組織的技術(shù)委員會的工作。這個過程的輸入是各種應用案例以及從市場收集到的需求、研究/試點項目以及現(xiàn)場實施項目。這些應用案例就其整體內(nèi)容進行分析，并通過應用案例庫進行管理。然后，將這些應用案例映射到SGAM（智能電網(wǎng)架構(gòu)模型），以便確定其應用案例是否受現(xiàn)有標準支持，若有差距，就需要研究新的標準。在缺少規(guī)范的情況下，必須以文檔方式記錄相應的差距，交給相應負責的委員會，以備制定新的標準。如果受現(xiàn)有標準支持，該標準可以視為適合于智能電網(wǎng)。

3 數(shù)據(jù)模型標準

數(shù)據(jù)模型標準可以在智能電網(wǎng)架構(gòu)模型的信息層表示。將數(shù)據(jù)模型從通信協(xié)議和技術(shù)中解耦的概念，被越來越多地應用于電力系統(tǒng)相關(guān)的標準化工作中。通過引入數(shù)據(jù)模型和通信服務之間的適配層，可以靈活地應用不同的通信技術(shù)。

智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型標準可以分為4個語義域，其中包括收益計量和需求響應。

（1）CIM（公共信息模型）的語義域，涵蓋一系列標準，例如IEC 61970，IEC 61968和IEC 62325（最后一個是特定的能源市場交易模型）。

（2）IEC 61850的語義域，覆蓋現(xiàn)場層面的整個供電側(cè)，在不久的將來，也將包括電動汽車充電站和智能用戶接口的連接。

（3）電量計量配套規(guī)范（COSEM-IEC 62056）的數(shù)據(jù)交換模型主要為收益計量。

（4）需求響應的數(shù)據(jù)交換模型，目前由IEC TC57 WG21工作組開發(fā)，致力于智能電網(wǎng)的智能用戶接口。

智能電網(wǎng)中的應用案例越來越多地涉及不同語義域的數(shù)據(jù)交換。為了使用標準來支持這個現(xiàn)象，IEC成立了專門的聯(lián)合工作組，以便開發(fā)在IEC 61850，CIM和COSEM數(shù)據(jù)模型之間進行互操作的規(guī)范。

4 通信協(xié)議

通信協(xié)議指定了在系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間進行信息交換的語法格式和規(guī)則。在智能電網(wǎng)語境下，通信協(xié)議定義了基于數(shù)據(jù)模型標準的信息是如何在智能電網(wǎng)系統(tǒng)、設備和部件之間進行交換的。在智能電網(wǎng)應用中，需要考慮一些特定的非功能性需求，如網(wǎng)絡的安全性、可靠性、服務質(zhì)量以及共存等。

通信協(xié)議標準的狀態(tài)分為被公布為IS（國際標準）、TS（技術(shù)規(guī)范）、TR（技術(shù)報告）或是在編制中的標準。除了這些全球公認的標準外，也有在區(qū)域中使用的規(guī)范，如DNP3和Modbus協(xié)議。

目前，IEC 61850標準的工作重點是從變電站之外到客戶/生產(chǎn)商接口的大量部署方案以及在DER管理中的應用案例。對于這類Web服務技術(shù)，目前正在研究其標準化問題。

5 并網(wǎng)規(guī)范

在現(xiàn)場層面，并網(wǎng)連接通過協(xié)同為利益相關(guān)者創(chuàng)造了各種附加值，例如，由于考慮了各種環(huán)境因素，使得電價可以靈活地適應發(fā)電和負荷的變化；而且市場能夠更好地應對價格的波動等。

分布式發(fā)電設備的并網(wǎng)要求在一些國家或配電公司可能是非常復雜的，目前還沒有出現(xiàn)公認的標準，可用于指導可再生能源和其他小型發(fā)電、儲能資源并入電網(wǎng)。

在國家層面，IEEE針對并網(wǎng)問題開發(fā)了一系列標準。基礎標準是IEEE 1547“分布式電源并網(wǎng)標準”，該標準提供了有關(guān)并網(wǎng)的性能、運行、測試、安全條件和維護等。標準系列中的附加標準涉及各種條件，如并網(wǎng)系統(tǒng)測試、應用、監(jiān)測、信息交換和控制、孤島運行和網(wǎng)絡系統(tǒng)。IEEE 1547系列的網(wǎng)站提供了更多的信息。

歐洲標準EN 50160，EN 50438和EN 50439提供了微型發(fā)電機并網(wǎng)的要求。歐洲委員會指定ENTSO－E（歐洲輸電系統(tǒng)運營商網(wǎng)絡）起草了2012年及以后的網(wǎng)絡法規(guī)，其中包括適用于所有發(fā)電機的并網(wǎng)要求。

歐盟開展了一系列制定統(tǒng)一的分布式能源并網(wǎng)要求和標準的活動。歐洲標準化組織CEN/ CENELEC則通過技術(shù)委員會TC8X（CLC/TC8C）進行其工作。

來源：供用電