能源互聯網的用戶數據開放互動
——綠色按鈕計劃綜述

陳 琰,涂軼昀,李 燦

(1.國網上海市電力公司,上海 200122;2.上海電力學院,上海 200090; 3.上海澤它信息科技有限公司,上海 200137)

能源互聯網的用戶數據開放互動
——綠色按鈕計劃綜述

陳 琰1,涂軼昀2,李 燦3

(1.國網上海市電力公司,上海 200122;2.上海電力學院,上海 200090; 3.上海澤它信息科技有限公司,上海 200137)

介紹綠色按鈕的相關概念和系統架構,闡述了其提供標準格式的測量數據并保證數據的一致性、安全性和互操作性,從而實現在實用程序、用戶和第三方服務提供商之間提供數據交換的作用。詳細描述了其功能和使用對象。

能源互聯網;用戶數據;綠色按鈕;公共事業

0 引言

隨著能源危機的加劇,各國政府越來越意識到節能減排、保護環境的重要性。電力用戶也越來越關心能源使用的詳細信息,從而采取必要的措施減少能源浪費?！熬G色按鈕“行動是美國政府推出的一項節能行動,通過這個行動的實施,政府希望把國家公共事業公司、能源消費者和私營企業聯合起來,共同發展網絡和移動通信技術,創新以節約能源為目標的商業模型。

1 綠色按鈕概述

綠色按鈕是指用戶可在電力公司網站上通過一個“綠色按鈕”,很方便地查詢其能源使用情況,直接獲取并下載他們的詳細能源使用情況,或通過使用“連接我的數據”功能,授權第三方服務供應商獲取相關數據[1]。綠色按鈕由美國白宮、能源部、國家標準和技術研究院(NIST)、監管機構、電力公司供應商、智能電網互操作論壇(Smart Grid Interoperability Panel,SGIP)等共同推動[2]。目前支持綠色按鈕的組織和公司有埃克森公司、倫敦水電公司、太平洋天然氣和電力公司、南加州愛迪生能源公司、銀泉網絡、美國保險商試驗所等。

綠色按鈕計劃基于北美能源標準局(開發的能源服務提供商接口Energy Services Provider Interface,ESPI)標準。ESPI標準包含兩部分:一個用于能源使用信息的XML格式和一個數據交換協議。它在網絡上使用Atom聯合格式標準代替XML標準來代表結構化能源使用信息。綠色按鈕在ESPI建構中采用了這些概念[3-4]。

2 綠色按鈕的功能

綠色按鈕提供測量數據,盤活資源使用,可為能源管理者提供統一的方式,通過多部門管理大量數據來使用測量數據。同時,綠色按鈕為實用程序、用戶和第三方服務提供商搭建了數據和通訊的聯系平臺。

第三方服務提供商可以節省能源費用,為投資管理者提供統一數據,利用真實的測量數據監視、管理他們的能源和資源使用,使能源數據在安全、易用的方式下聚集,從而提升管理能源效率,減少能源浪費,達到可持續發展的目標。

a.綠色按鈕給電力用戶提供標準格式的測量數據。所有的電力用戶都有電表等測量設備,用于電力公司計算用戶消耗的電能。綠色按鈕提供這些數據給用戶,用于規劃、分析用戶行為,從而獲益。同時,綠色按鈕使用能源服務提供商接口(ESPI)標準。這個標準確保能源信息能輕而易舉地交換,而不需要開發者投資時間和金錢用于支持專門的測量數據轉換技術。

b.綠色按鈕數據不包含個人身份信息(PII, Personal Identifiable Information),保證用戶隱私和安全。NIST國際標準技術研究院網絡安全小組已經確認綠色按鈕數據滿足此要求,只需確認能源提供商是一個認證的綠色按鈕商即可。所有位置信息、賬戶信息等必須與測量數據單獨進行交換。

c.綠色按鈕保證了服務提供商的利益。早期綠色按鈕應用者并沒有保證應用的一致性,這導致各種互操作問題,使得綠色按鈕驗證程序必不可少。如今綠色按鈕聯盟已經實現了驗證程序,保證了驗證標志的可靠性,使得用戶和應用開發者能自信地依靠他們從綠色按鈕標準得到的數據。

d.綠色按鈕提供“下載我的數據(Download my data,DMD)”許多能源服務提供商通過網站給用戶提供電能使用數據。這些網站允許用戶查看歷史數據,并下載電能使用數據用于未來的分析。綠色按鈕提供“下載我的數據”的電能數據格式符合統一標準,確保各家能源服務提供商網站數據的一致性。

e.綠色按鈕提供“連接我的數據(Connect my data,CMD)”“連接我的數據”提供能源信息的自動匹配通道,并保證用戶安全。CMD需要應用者使用IETF自動框架標準RFC6794和RFC6750得到用戶授權。這些授權可通過多種方式獲得,一種典型的方式是由用戶在網頁上提供授權。一旦獲得授權,應用者就可以無需用戶的用戶名和密碼自動獲取用戶的能源數據。這些授權可在允許時間內一直有效,也可以隨時被用戶撤銷。CMD大大簡化和提高了應用者在DMD進程中獲得和分析能源數據的能力[5]。

零售用戶可以在2臺機器之間進行綠色按鈕數據的授權傳輸,如從公共事業單位到公司,從而評估他們使用設備的效率。這種情況下,“連接我的數據”可以用于提供機器到機器的數據傳輸,既可以提供信息的單一傳輸,也可以按事先設定的計劃進行傳輸。

3 綠色按鈕的使用對象

3.1 商業能源用戶

通常商業性能和賬單數據是很難協調的,數據關聯不夠好。綠色按鈕周期性數據的使用可以大大提高協調過程。同時,認證和管理的方法提高了能源效率。綠色按鈕整合進EPA投資關聯基準和認證打分平臺使得整個過程的難度大大降低。

3.2 居民用戶

綠色按鈕給所有用戶提供必要的反饋環,從而激勵用戶,進而提高效率。

3.3 公共事業和能源服務提供商

公共事業和能源服務提供商使用真實的用戶數據,關注用電行為,利用綠色按鈕數據的透明性和互操作性分析用戶行為,從而給用戶提供更為便利和有效的用電服務。

3.4 軟件/系統提供商

綠色按鈕允許用戶無需額外的用戶集成技術就在數據托管中集成解決方案。通過綠色按鈕認證的公共事業單位知道哪些服務可以市場化,從而發展和參與生機勃勃的、進入新市場的服務提供商集合[6]。

4 綠色按鈕的架構

綠色按鈕允許數據在應用程序、用戶和第三方服務提供商之間交換。它使用標準信息來完成這些交換。用戶指任何通過服務提供商提供電力、燃氣或水服務的個人或企業,可以是居民、商業或工業用戶。數據托管商是在提供資源給用戶的過程中獲得測量數據的企業。一個數據托管商把數據作為他們提供服務的一部分,而且,可以通過用戶的授權,將數據與第三方使用者共享。第三方服務提供商是通過授權可以獲得數據托管商擁有的測量數據通道的任何個人或企業。授權后可以訂閱用戶的數據,進而提供需要的附加服務。

圖1 綠色按鈕架構

各角色之間的關系圖1所示。這種關系是數據托管方(如公共事業)和他們的客戶(如零售用戶)之間的關系,它允許零售用戶下載包含有用資源信息的文件。它是綠色按鈕中“下載我的數據”操作的基礎[7]。

5 結束語

綠色按鈕整合公共事業的能源數據,將其格式和通信標準化,保證數據的安全性、一致性、互操作性,便于用戶了解詳細的能源信息,規劃能源使用,采取有效的措施降低能源消耗。同時,通過用戶授權,將能源數據提供給第三方服務提供商,從而更有效地管理能源使用信息,也可以推動公共事業的管理水平,達到可持續發展的目標。

推而廣之,綠色按鈕還可以用于建筑領域的能源管理,及應用于用戶的制冷制熱和太陽能利用上,達到支持新應用的創新目的。未來,隨著智能電網、無線通信技術、智能手機的推廣,綠色按鈕將在中國實現更便捷的應用,為越來越多的電力用戶提供形式多樣、內容豐富的服務,也將在能源互聯網的發展中發揮越來越重要的作用。

[1] 張東霞,姚良忠,馬文媛.中外智能電網發展戰略[J].中國電機工程學報.2013.33(31):1-14.

[2] Executive Office of the President,National Science and Technology Council.U.S.A policy framework for the 21st century grid:a progress report[R/OL].2013.http://www. whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/2013_ nstc_grid.pdf.

[3] 史蒂文T.布什比,大衛G.霍姆伯格.智能電網用戶接口標準化[J].供用電.2015(7):20-24.

[4] REQ 21.Energy Services Provider Interface Standard[R]. North American Energy Standards Board,2011.https:// www.naesb.org//ESPI_Standards.asp

[5] 張東霞,王繼業,劉科研,等.大數據技術在配用電系統的應用[J].供用電.2015(8):6-11.

本文責任編輯：丁 力

A Survey of Green Button-opening and Interaction of User Data in American Energy Internet

Chen Yan1,Tu Yiyun2,Li Can3
(1.State Grid Shanghai Municipal Electric Power Company,Shanghai,200122,China; 2.Shanghai Electric Power University,Shanghai,200090,China; 3.Shanghai Zetta Information Technique Co.,Shanghai,200137,China)

This paper makes a review of the concept and the scheme of green button and highlights its providing of metered data represented in standard format,thus ensures the consistency、security and interoperability of data,so affords data exchange between utilities,customers,and third party services providers.Meanwhile,the function and using objects of green button are described in detail.

green button;utility;download my data

TM73

A

1001-9898(2017)02-0032-03

20170109

陳 琰(1977-),女,高級工程師,主要從事電力信息化、電力大數據方面的研究。