高级计量架构(AMI)国际标准动态

高级计量架构（ 统探讨 全国电工仪器仪表标准技术委员会 关文举目录 智能网核心标准介绍 美国 欧洲 中国情况介绍 is as a of to as in to it to 1902 1902 具备为公共事业单位、客户、零售商等其他机构收集传递数据信息的功能。 【 美国联邦能源管理委员会， 1902 1902于需求应答、时间速率程序 /费率及先进计量架构的调查。 】 是 一个用来测量、收集、储存、分析和运用用户用电信息的完整的网络和 系统 即智能电表、广域通信网络、量测数据管理系统和用户户内网络 ) 通过 通过 加市场的活跃性，用户主动参与电网，根据价格信息调整负荷或将能源输送给电网； 断、调整电能质量； 而减少外界对电网攻击的影响； 利于更好地改进资产管理和电网运行。 6 架构 源公司 编程调温器 通系统 荷控制设备 家显示器 源服务网关 表 表 明控制 源服务入口 (电表或网关 ) 负荷系统 智能电网核心标准 虚拟五层 采集层（互操作层） 通信层 电力 美国智能网标准过程 智能电网虚拟层 w e r p r o c u r e m e n tM a r k e t o p e r a sR e g i o n a l Tr a n si o e r a to rD i i b u C o n tr o l C e n te r r n a l co r p o r a sD is t a ut a ut nW a re a s s y s t e s c a R e e d is t e d ou rc e e of of 能电网虚拟层 w e r p r o c u r e m e n tM a r k e t o p e r a sR e g i o n a l Tr a n si o e r a to rD i i b u C o n tr o l C e n te r r n a l co r p o r a sD is t a ut a ut nW a re a s s y s t e s c a R e e d is t e d ou rc e e of of 虚拟层构架 采集层 1850 标准是由国际电工委员会 ( 57 技术委员会于 2004 年颁布的、应用于变电站通信网络和系统的国际标准。作为基于网络通讯平台的变电站唯一的国际标准， 准吸收了 列标准和 经验，同时吸收了很多先进的技术，对保护和控制等自动化产品和变电站自动化系统（设计产生深刻的影响。它将不仅应用在变电站内，而且将运用于变电站与调度中心之间以及各级调度中心之间。当前 , 国内外电力设备生产商都在围绕 1850 开展研究和应用工作，积极调整产品研发方向，力图和新的国际标准接轨，并提出 1850 的发展方向是实现“即插即用”，在工业控制通信上最终实现“一个世界、一种技术、一个标准”，以适应未来的发展方向。（快速集成，伸缩，工程周期 ，易维护，易安装） 2004 年公布的 1850 系列标准共 10 大类、 14 个标准。标准具有一系列特点和优点：分层的智能电子设备和变电站自动化系统；根据电力系统生产过程的特点，制定了满足实时信息和其他信息传输要求的服务模型；采用抽象通信服务接口、特定通信服务映射以适应网络技术迅猛发展的要求；采用对象建模技术，面向设备建模和自我描述以适应应用功能的需要和发展，满足应用开放互操作性要求；快速传输变化值；采用配置语言，配备配置工具， 在信息源定义数据和数据属性；定义和传输元数据、扩充数据和设备管理功能；传输采样测量值等。并制定了变电站通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等标准。在我国采用该标准系列将大大提高变电站自动化系统技术水平、提高变电站自动化系统安全稳定运行水平、节约开发验收维护的人力物力、实现完全的互操作性 定义了变电站的信息分层结构 变电站通信网络和系统协议 61850 标准草案提出了变电站内信息分层的概念，将电站的通信体系分为 3 个层次，即变电站层、间隔层和过程层，并且定义了层和层之间的通信接口。 采用了面向对象的数据建模技术 61850 标准采用面向对象的建模技术，定义了基于客户机 /服务器结构数据模型。每个 包含一个或多个服务器，每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包含数据对象。数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。从通信而言， 同时也扮演客户的角色。任何一个客户可通过抽象通信服务接口（ 服务器通信可访问数据对象 数据自描述 该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则；采用面向对象的方法，定义了对象之间的通信服务，比如，获取和设定对象值的通信服务，取得对象名列表的通信服务，获得数据对象值列表的服务等。面向对象的数据自描述在数据源就对数据本身进行自我描述，传输到接收方的数据都带有自我说明，不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作。由于数据本身带有说明，所以传输时可以不受预先定义限制，简化了对数据的管理和维护工作 . 网络独立性 1850 标准总结了变电站内信息传输所必需的通信服务，设计了独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口（ 在 中，建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型，包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型。客户通过 专用通信服务映射（ 射到所采用的具体协议栈，例如制造报文规范（ 。 1850 标准使用 术，解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾，即当网络技术发展时只要改动 不需要修改 准仅仅是关于数字化变电站的吗？ 目前， 1850 标准的制定及其内容已超出变电站自动化系统的范围，将会扩展到其他工业控制领域，成为基于通用网络通信平台的工业控制的国际标准。目前在电力系统的各个领域和工业自动控制领域，都在纷纷组织相关工作组，准备吸收 的技术来制定相应的标准，其中包括： 由 制定 的附件 电力质量标准 由 工作组制定 25（风力发电站远方控制和监视）； 由 第 7 临时工作组正在为无缝通性体系统一建模制定标准，协调 和 由美国国家委员会提议由 为分布发电厂控制和监控系统制定标准 由瑞典国家委员会提议由 为水电厂控制和监控系统制定标准； 由 正在制定煤气 /自来水等控制和监视标准； 由 正在制定表计计量传输协议标准； 由 业自动化）制定测量和控制的数据通讯标准。 由 第 12 工作组为断路器产品制定的 和 准 23 智能电网的通信层 智能网 构 1968/61970 家族简介 产 管理 工作 管理 建设 管理 配网 管理 地理信 息系统 (停运 管理 用信息模型 （ 语义） 4口规范（ 级别 1（语法 1） 导论 一般要求 术语表 301 基本部分 302 财务、预定 能量计划 303 7分会（电力系统控制与相关通信）的第 13工作组编写，标准中包括了 表示了 个模型包含这些对象的公共类和属性，以及它们之间关系。 1970的基础上对 基于 基于 完整而规范的企业模型库 标准化的企业服务平台 强大的 迎刃而解的信息孤岛问题 从交互到整合的无缝升级 国际化的信息技术标竿 业的关键信息在模型库中可以找到一整套的标准模型定义，加上 以使每个模型准确的对应到每个应用系统的具体数据。不仅为系统间交互提供了数据标准和规范，也为企业的信息规范积累了良好的基础。 应用服务级也提供了丰富的功能帮助企业管理日益增多的信息系统应用服务接口。 在其基础上进行了企业级的扩展支持， 帮助现有各个信息系统将原有的传统应用服务接口转换封装为标准的以 支持以 强大的 持对交互信息的复杂校验和函数变换，使 正实现了业务信息的传递和操控，2 为将来的高端商务交互做好了充分的准备。 通过 统间交互已经由传统的网状结构转化为已 有的信息系统无需和其他众多系统进行交互，只需将自己能够提供的数据和应用发布在 要获取其他系统数据和应用接口时可以通过 取所需，实现完整统一和谐的信息版图，信息孤岛迎刃而解。 经超出了简单的系统交互的范畴，它采取的解决方案不仅仅能够解决孤岛间信息共享的问题，而是对所有的关键信息关键应用进行集中整合规范，用同一个平台、同一个技术标准、同一个业务规范实现了企业的 业信息整合 )和 业应用整合 )，在 们可以很轻松的实现信息门户，决策支持，跨系统业务重组等一系列的基于整合的新型应用，使企业的信息化在不破坏原有业务系统运作的同时达到从单一系统到综合信息系统的飞跃。 从设计到开发一直秉持先进，标准，规范的原则，从整体的 及符合 是采用了国际上公认的或事实上的最先进的技术标准，对于电网企业的整体信息化建设有很大的技术借鉴和参考价值。 具有可互操作性的统一标准问题 2003年初到 2004年中期，美国历时 18个月先期完成的一体化的能源及通信系统体系结构 和随后延伸的智力电网 (系结构，是智能电网体系结构的基础。 具有可互操作性的统一标准问题 过去，电力系统基础设施和信息系统基础设施都是按照各自的模式运行和管理，而 设施 (通信，网络和智能设备 ) 集为一体化的基础设施，以完成未来复杂交互式电力系统越来越复杂的安全性、鲁棒性、经济性和扩展性等各种功能需求。 具有可互操作性的统一标准问题 进行电力系统体系结构的开发和统一各种 (电网的和信息通信的 )接口标准是解决上述问题的有效方法。只有使智能电网所有各种各样的元部件在同一标准下实现一体化，才能实现电网的自愈能力。而标准的统一是十分困难和复杂的。正如由 智慧电网联盟、太平洋西北国家实验室等单位参加的 “智能电网通信” (作组所说：“除非美国 3300个电力公司中的大部分都釆用相互 可操作性的统一标准，否则智能电网是不会取得进展的。 第 1卷：用户规范和建议 (： 第 2卷：功能要求 (I: 第 3卷： 模型 ( 第 4卷：技术分析 (V: 报告中同时还提供了对应的统一建模语言 式的电子文档。 示和构造系统的模型。它是一种被广泛采纳的可视化建模语言 ,它将系统结构的共同特征用相关语义、符号、图形加以描述，适合使用各种开发方法的用户，也适合于并行和分布式系统的开发。 发过程。 现代能源工业的信息基础结构被遗留系统、专有的协议、陷入困境的应用和专门的接口所困扰。这种混乱严重妨碍着计算机系统、软件应用和新设备的扩展和升级。 现有电力工业的信息基础设施的各种接口标准同样十分混杂，导致系统结构的复杂性，而釆用 结构后，实行了统一的接口，系统的建设犹如搭积木一样，方便、快捷、节约、高效、安全。 因为体系结构是站在全局的高度提出的，它可以有效地指导整个系统基础设施的建设，避免系统的重复建设； 可避免在以后的建设中采用不必要的私有系统和非标准的协议 从全局的高层角度去看整个系统，可以引入一些新的协作程序，打破原有系统之间的界限，从而实现高度的信息共享和互操作性； 体系结构的设计能够驱动系统按照统一的方式开发，从而能实现一些目前还处于设想中的系统管理功能； 企业级的体系结构能够协调不同的标准，它对于将来的标准开发和集成非常关键； 体系结构的开发同时考虑了企业的内外部环境，因此，能够系统地对可能出现的新需求做出适当的预期，并制定出应对需求变化的合理的应对措施。 过去，电力系统基础设施和信息系统基础设施都是按照各自的模式运行和管理，而 通信，网络和智能设备 ) 集为一体化的基础设施，以完成未来复杂交互式电力系统越来越复杂的安全性、鲁棒性、经济性和扩展性等各种功能需求。 由大量自动输电和配电系统组成的现代化电力系统运行在一个高效、可靠及相互协调的统一体系结构模式下； 电力系统出现紧急状况时，系统具有自愈功能，并对能源市场和电力公司的业务需求给予快速响应； 系统能适应电力市场数百万用户进行数量庞大及频繁交易的需求，为迅速增长的数字经济提供可靠和经济的电力 ； 系统具备一个自适应的智能信息通信系统 保证信息交换的及时和安全； 系统具备一个高度智能化的监控系统 满足系统安全、经济运行和系统紧急状态下的自愈功能的需要，增强系统的鲁棒性。 于标准的系统体系结构，这个体系结构具备以下 三项基本功能 ： 功能 1： 使智能电网所有各种各样的元部件在 同一标准下实现一体化 ，以支持电网的自愈能力和用户通信接口的集成化； 功能 2： 该体系结构是基于已有的工业基础设施之上，采用最先进的、有效的通信和分布式计算技术，为系统的开发提供具有 互操作性和互通性的基础平台 ； 功能 3： 该体系结构将提供一些 新的服务 ，例如提供即时电价、能量消耗监控管理等。 于标准的系统体系结构，这个体系结构具备以下 三项基本功能 ： 功能 1： 使智能电网所有各种各样的元部件在 同一标准下实现一体化 ，以支持电网的自愈能力和用户通信接口的集成化； 功能 2： 该体系结构是基于已有的工业基础设施之上，采用最先进的、有效的通信和分布式计算技术，为系统的开发提供具有 互操作性和互通性的基础平台 ； 功能 3： 该体系结构将提供一些 新的服务 ，例如提供即时电价、能量消耗监控管理等。 建立 在用例 (，应用科学数据建模，以聚集和分析用户的需求； 应用分层技术分离抽象的层次及其功能；在通信网络和计算机系统中，使用分层技术，使每一层提供一种特殊的功能，并制定相应的标准，使层与层之间的接口规范化，这样不同的厂家可以按照自己的方法去实现每层的功能，只要使各层之间的接口符合标准，那么不同的系统就可以兼容。 创建通用信息模型 定义公共服务及通用接口 (建立技术上独立的体系结构形式； 应用自我描述 (元数据 (少建立结 构的精力和错误，并且实现技术语言之间的自动翻译； 定义一组有需求的公用的、有实效的特殊环境；在每一个所定义的环境中，对于各种技术建议要有一个能识别这些技术是否缺失或重叠的工具。 1850, 1968和 1970标准的公用信息模型和公共服务及通用接口 组成，这种结构有利于网络的生长和演化。 在网络内的全部设备最终都能彼此通信。通用信息模型和服务容易实现在穿越所有权和功能的边界时经济地传送信息，而不会造成保真度的损伤。 建立在自我描述 (基础上的信息模型和翻译允许网络迅速适应新技术、新应用和新设备。 业务需求 ： 主要归纳了电力系统的一些核心业务需求，并给出了这些需求的详细描述 ;同时，通过对需求进行分析， 抽象出 20种电力系统中常见的通信环境。 (1) 变电站内确定性快速响应环境 ： 例如继电保护、通过电流和电压互感器对电力系统参数的直接监视等； (2) 变电站间和远距离变电站的确定性和快速响应环境；例如，远距离变电站的继电保护和有限状态 机 (的响应等。特别是利用硬件描述语言 似于高级程序设计语言 )实现带有状态控制 的复杂算法的必需手段。 个业务领域 个业务领域 ： 过与电力行业业务专家的广泛沟通，项目组得到了超过 400个用例和这些核心业务功能的详细描述。通过对这些用例的分析，项目组将电力系统抽象为 6个业务领域 。 6大 业务领域 (1)市场运作 ， (2) 输电运营 ， (3) 配电运营，包括： a 数据釆集和控制 (； b 配电运行模型和分析 (； c 故障定位，隔离和服务恢复 (； d 配电系统偶然性事故分析 (； e 多重馈电线结构重组 (； f 继电保护再协调 (； g 电压和无功控制 (； h 矫正措施计划 (预装备； i 紧急行动的协调； j 恢复行动的协调； k 智能告警处理。 6大 业务领域 (4) 高压发电， 包括： a 自动发电控制； b 发电设施维护调度； c 与风电的协调等； (5) 分布式能源，包括： a 分布式能源对市场运作的参与； b 分布式能源的监测与控制； c 小电网的管理及分布式能源的维护管理等。 6大 业务领域 (6) 客户服务，包括： a 自动抄表； b 实时定价； c 仪表管理； d 电能质量监测； e 损耗管理； f 用户入口网关 等。 基础科研工作的开展。 智能电网体系框架（框架指导工程）。 智能电网标准化工作（即插即用、灵活接入）。 智能电网信息模型与信息交换模型（智能电网业务关键）。 息及信息交换的工作思路。 内容 美国标准 日本标准 51 2293 547 动汽车标准路线图 2293, 2030, & 547 2030 2G to be in 欧洲标准 美国 电动汽车标准化介绍 國際標準化組織 (國際電工委員會 (括性能要求、測量方法、車上的非牽引裝備等； 括電力牽引繫統、控制和充電裝置等 術語 1 術語 2 車輛運行和能耗性能 2 傳動繫統性能測量和試驗方法 3 環境條件 3 蓄電池性能測量和試驗方法 4 除了車輛與電源聯接以外的安全性 4 充電器性能測量和試驗方法 5 駕駛員與車的相互作用 5 其他部件性能測量和試驗方法 6 電磁兼容性 6 充電基礎設施性能測量和試驗方法 7 車載部件的安裝 7 與電源連接時的電磁兼容性 8 部件、驅動繫統、蓄電池性能要求 8 車與充電電源的通訊 9 車載信息交換繫統 10 車載蓄電池產生的危險氣體 在相關的項目上則協調，合作 2)負責道路車輛標準，其分技術委員會(1)則專門負責電動道路車輛的標準。該委員會的專家都是各國標準化組織指定的。自 1993年以後， 1的活動較為頻繁。目前它有兩個工作組正在開展電動汽車標準的制定工作。其主要工作方向： - ：電動汽車運行條件，行駛安全和能源裝置的安裝； - ：電動汽車的術語定義，動力性能和能量消耗量測量方法。 9)專門負責電動道路車輛和電動工業用載貨汽車的標準。 80年代發布了有關充電器、電纜和驅動繫統的標準和技術報告。最近，由於環境問題突出，需要促進零排放汽車的發展，該委員會在各個層次上積極參與了汽車工業的工作。目前有 3個工作組開展電動汽車的標準制定工作，各組的主要方向： - ：電動機和控制器； - ：蓄電池； - ：充電器等基礎設施。 01)負責電動車輛的標準化。目前有 3個工作組開展工作，各自的主要方向： - ：性能測量； - ：車輛與充電站之間的聯絡和協調； - ：車輛安全 (制動繫統除外 )。 9X)負責電動汽車的標準化，有 3個工作組開展工作，各自的主要方向： - ：充電繫統的設計和運行； - ：充電繫統對環境的影響； - ：充電繫統的安全。 由論壇委員會、四個標準委員會和四個工作組組成。即： - 電動車輛安全委員會； - 電動車輛蓄電池繫統標準委員會，其下設四個工作組： 1)氫氣排放組； 2)蓄電池包設計和性能組； 3)蓄電池安裝和性能評價組； 4)先進蓄電池設計和性能組； - 電動車輛充電繫統委員會； - 電動車輛充電控制委員會。 0年代，下設標準化委員會，專門負責電動汽車標準的組織制定工作。該委員會是由汽車、蓄電池、電動機及控制器的制造廠和其他相關組織 (如供電公司、零部件制造廠等 )組成。分三個分委員會，即： - 整車分委會； - 基礎設施分委會； - 蓄電池分委會。 1)有下列幾項國際標準草案報批稿 (有的隻是標準草案的征求意見稿 (目前還在研究： - 714動道路車輛基準能量消耗量和續駛裡程 第一部分 小客車試驗方法 - D 8714動道路車輛基準能量消耗量和續駛裡程 第一部分 最大總質量大於 3 500- 715 電動道路車輛行駛特性 (動力性 )試驗方法 - 動道路車輛 安全要求 第一部分 車載能源裝置 - 動道路車輛 安全要求 第二部分 功能安全和防止失效 - 動道路車輛 安全要求 第三部分 使用者防觸電保護 2) - 0718： 1997 電動道路車輛的供電設備； - 83： 1984 電動道路車輛的電纜和聯接器； - 84： 1984 電動道路車輛用儀表； - 85： 1984 電動道路車輛的牽引電動機和輔助電動機； - 86： 1984 電動道路車輛的控制器； 上述 0718標準代替了 18： 1992 電動道路車輛的供電設備 的相關部分。 18： 1992代替了 18： 1982 電動道路車輛的充電器 。 85/6： 1984正在修訂，已有草案 9/75/9/1387/動道路車輛用電功率設備。 也可以發布三種類型的技術報告。第一和第二類的技術報告發布後，三年內經審查纔能決定是否可轉化為正式國際標準，而第三類則不一定要審查，直到認為所提供的數據不再有效。以下就是 3821996電動道路車輛驅動用鎳鎘可充電電池和蓄電池 第一部分 動態放電性能試驗和動態耐久性試驗； - 18511997 電動道路車輛傳導型充電繫統 第 1部分 一般要求； - 18511997 電動道路車輛傳導型充電繫統 第 2部分 2動汽車與交直流電源聯接的要求 2動汽車用交流 (電站 2動汽車用直流 (電站； - 18511997 電動道路車輛傳導型充電繫統 第 3部分 電動汽車與充電站之間的通訊協議； 另外， - P 電動汽車與車外充電器的聯接； - P 混合動力汽車； - P 電動車輛驅動設備用密封式鎳氫電池 。 3) - 821動汽車動力性能試驗方法； - 986動汽車續駛裡程和能量消耗量測量方法； - 987動汽車車載能源裝置的安全要求； - 987動汽車功能安全和防止失效的要求； - 987動汽車使用者防觸電保護。 這些標準與 草案 )都是協調一致的，已考慮作為電動汽車型式認證的基礎。 4)C 69些文件與 C 69/所制定的標準和文件內容很接近，這是考慮到制定標準的效率和各技術委員會的標準之間協調，避免在同一主題上的混亂。 5)： 100關於在結構和基本安全方面電動車輛型式認證的統一規定。 其他法規，如制動 (13)、噪聲 (最高車速 (淨功率 (轉向機構踫撞保護 (燃油消耗量測量 (， P 29的專家組已作了相應的修訂，考慮到對電動車輛的要求和試驗條件的規定， 洲聯盟(5個成員國已作為 汽車型式認證的指令也采用 慮到了對電動車輛的規定。 6) J 0551 電動車輛磁電場強 (帶寬 90特性和測量方法； J 1634 電動汽車能量消耗和續駛裡程試