《综合能源物联网关》

中国仪器仪表行业协会团体标准《综合能源物联网关》编制说明（征求意见稿）20210616一、工作简况1任务来源本标准是由中国仪器仪表行业协会2020年6月10日下达的制定计划，项目编号为T/CIMA0048-XXXX，，本标准由中国仪器仪表行业协会归口，中国仪器仪表行业协会电工仪器仪表分会提出，计划完成时间2021年6月。2目的和意义

近年来，综合能源服务产业得到大力发展，涉及政府工业互联网、智慧城市、各类工业园区、商业楼宇、车船桩充电服务等多种应用场景，为客户提供电力监测、安全用电、能耗分析、用能优化、需求响应、故障检测等多样化个性化服务。其中，综合能源服务业务中的底层感知设备因安装条件、产品尺寸或生产成本等原因，大多数不具备独立的远距离数据通信方式，无法直接与远端服务器建立连接，而是需要物联网关作为中间传输环节，将下属多个终端或传感器组网，进行数据的统一采集和发送，甚至于作为边缘节点，具备数据清洗、数据处理等边缘计算功能。目前，市场上的物联网关没有明确的产品标准，各个制造厂商往往根据客户的需求或自己的理解进行生产，这样的做法兼容性较差、通信协议不规范、接入远端服务器不可靠，同时也缺少对产品质量检测的依据，导致在综合能源服务业务应用中出现不少数据传输失败、数据采集混乱、数据处理错误等问题，制约了综合能源服务产业的发展。因此，有必要对此类物联网关制定相应的产品标准，规范网关产品的各项技术指标和功能要求。本标准规定了综合能源物联网关（以下简称网关）的适用范围、术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、贮存与运输。

3主要工作过程2020年2月：中国仪器仪表行业协会电工仪器仪表分会申请立项，并形成标准草案稿。2020年3月：中国仪器仪表行业协会下达了《关于同意“综合能源物联网关”团体标准立项的批复》，由国网浙江省电力有限公司营销服务中心牵头，组织成立标准起草工作组。2020年4月-6月：启动团体标准制定工作。起草组严格按照《国家标准管理办法》、GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则编写》等文件的要求进行标准制定并形成了工作组讨论稿。2020年6月-7月：标准草案稿在标准编制工作组内部第一次征求意见，共回收意见13条，主笔单位按照回收意见对标准草案稿进行了修改完善。2020年9月-10月：标准草案稿在标准编制工作组内部第二次征求意见，共回收意见3条，主笔单位按照回收意见对标准草案稿进行了修改完善。2020年10月23日：在杭州召开起草工作组首次会议，工作组对标准草案稿的标准化对象、结构进行了认真、细致的逐条讨论，并对主要技术内容达成了一致意见，分配标准符合性验证工作，并对试验项目进行分工，形成会议纪要，会后形成工作组讨论稿。2020年11月-12月：工作组讨论稿在标准编制工作组内部第三次征求意见，共回收意见28条，主笔单位按照回收意见对工作组讨论稿进行了修改完善。2021年3月4日：在昆明召开起草工作组第二次会议，对标准工作组讨论稿以及所征求的意见内容进行了仔细讨论，形成会议纪要，会后形成征求意见稿。4主要参加单位和工作组成员及其所做的工作工作组组长和牵头起草单位是国网浙江省电力有限公司营销服务中心，主要起草单位有浙江正泰仪器仪表有限责任公司，深圳市中电电力技术股份有限公司，广东电网有限责任公司计量中心等。本标准主要起草人：李亦龙、丁振、曾伟、潘峰等。国网浙江省电力有限公司营销服务中心作为执笔单位负责了本标准的工作组讨论稿和征求意见稿的起草、修改工作。李亦龙为本标准的主笔人，负责标准的编写，刘文为本标准起草工作组的组长，赵斌为本标准起草工作组的副组长，刘献成、王丹春等为本标准起草工作组的组员，负责标准的编写进程和组织协调工作；丁振、曾伟等工作组成员为本标准的编写和修改工作给与大量帮助。二、标准编制原则和主要技术内容确定的依据

1主要阐述标准制定或修订过程遵循的基本原则本标准按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则编写》的要求编写。除参考GB/T31960.6-2015的相关内容外，主要在数据采集、数据处理、数据通信等方面提出了技术规定，并给出了相应的试验方法。2标准主要内容中范围、技术要求、试验方法、检验规则依据2.1范围本文件规定了综合能源物联网关（以下简称为“网关”）的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则及包装、运输与贮存。本文件适用于新制造的综合能源服务业务所使用的物联网关。综合能源服务是为满足用户多元化能源生产与消耗的能源服务，如面向工业园区、大型公共建筑等用户提供的用能诊断、能效提升、多能供应等综合能源服务。通常在光伏电站、风力发电场、储能电站、三联供机组、电动汽车充电桩（站）、路灯、楼宇建筑、工厂车间和生产线等与能源生产与消耗相关的设备或系统中部署。综合能源服务系统的典型部署架构为综合能源服务平台、综合能源物联网关、综合能源电力感知终端及电、水、热、气等能源计量设备或其他传感器三级部署，其中物联网关处于综合能源服务系统的中间环节。具备数据采集、规约适配、存储处理、分析计算等功能，可通过下行接口与终端及电、水、热、气等其他能源计量设备通信，通过上行接口与平台进行通信的设备。2.2技术要求综合能源物联网关的技术要求主要包括环境条件、电气要求、机械和结构要求、功能要求、电磁兼容性。2.2.1环境条件综合能源物联网关使用的环境温湿度条件与一般测量仪表要求类似，因此环境条件要求与GB/T17215.211-20XX一致。2.2.2电气要求在工作电源方面，网关可用直流或交流单相自适应供电。在交流供电方面，交流单相供电为220V；在直流供电方面，与现场供电类型匹配，分为12V/24V/36V/48V/72V的通信电源供电和110V/220V的变电站电源供电。功率消耗方面，网关与电力能效信息集中与交互终端类似，参照GB/T31960.6-2015的要求。在绝缘性能方面，终端通常采用金属外壳，脉冲电压试验按照GB/T17215.211-2006的Ⅰ类绝缘要求，交流电压试验按照GB/T31960.6-2015的要求。2.2.3机械和结构要求机械和结构要求与一般测量仪表类似，参照了GB/T17215.211-2006和GB/T31960.6-2015的要求。2.2.4功能要求在数据采集方面，物联网关处于综合能源服务系统的中间环节。向下需要采集电力感知终端，电、水、热、气等能源计量器具或其他传感器的实时数据、历史数据、事件记录和设备状态，并且要能够接收和下发上级平台的控制指令。采集方式与集中抄表终端类似，分为实时采集、定时自动采集和自动补抄，参照Q/GDW1374.2-2013的要求。在数据存储方面，由于物联网关下接设备种类多样，数量不同，不同使用场景存储内容不一样，这里只对硬件存储容量作了规定，不再具体细分各类存储内容的条数要求。存储内容包括电力感知终端，电、水、热、气等能源计量器具或其他传感器的实时数据、历史数据、事件记录和设备状态。在数据处理方面，时钟召测与对时根据现场情况一般有主站对时、SNTP网络对时等。但是SNTP对时无法满足所有使用场景，同时采用主站对时可以使接入同一主站的所有设备保持在统一时钟，利于后续数据计算与分析，因此这里优先采用主站对时。数据与时钟保持增加停电主动上报功能，停电主动上报机制可以让主站第一时间发现设备问题，便于现场快速运维，其工作机制与国家电网公司采集终端的停电上报类似，参照Q/GDW1374.1-2013的相关要求。同时提出了边缘计算功能，支持在设备侧优先进行数据的计算与处理，支持同一个网关下多个设备的联动报警，实现需求响应与智能控制。在数据通信方面，提出数据安全加密功能，加密方式视其接入平台而定。上行通信模式至少应支持以太网、光纤、4G/5G中的一种，下行通信模式中以RS485最为普遍使用，因此RS485为必备下行通信模式，低功耗广域网络、M-Bus、2.4GHz无线技术、电力线载波、微功率无线等其他多种类型的通信模式根据现场实际，在RS485通信模式无法实现有效通信的情况下选用，因此需要根据现场情况，选择性支持上述通信模式中的一种或多种。上行协议与主站协议一致，目前常见的主站协议主要有MQTT、DL/T634.5104、DL/T698.45等；下行协议与所接设备有关，常用的有Modbus、DL/T645、DL/T698.45、CJ/T188等。网关作为中间环节，应具备将不同接入协议转换至同一种约定协议，以及将平台协议转换成不同类型协议的功能。在通道监视方面，提出通信状态检查和通信报文监视功能。网关作为数据通信的重要中间环节，通信状态检查与监视有助于及时发现离线设备，帮助现场快速设备运维。在数据转发方面，建议一点多发功能。在现场数据测量与采集后，满足有上送至多个不同平台进行数据应用的需求。在软件升级方面，考虑到不同类型的通信模式，不同大小的远程升级程序包，可能存在数据下载与数据采集上送重叠的过程，因此需要考虑在远程升级程序下载过程中，不应影响其他数据采集与通信功能的正常使用。2.2.5电磁兼容性网关的功能类型与电力能效信息集中与交互终端类似，参照GB/T31960.6-2015的要求。2.3试验方法2.3.1环境影响试验根据2.2.1技术要求，试验方法参照通用测量仪表进行，高温试验参照GB/T2423.2—2008规定的Bb类试验要求、低温试验参照GB/T2423.1—2008规定的Ab类试验要求、交变湿热试验参照GB/T2423.4—2008规定的试验要求。2.3.2电气试验在功率消耗试验方面，参照GB/T31960.6-2015的要求进行.在绝缘性能试验方面，根据2.2.2的绝缘要求，参照GB/T17215.211-2006相关试验的要求进行。2.3.3机械和结构试验根据2.2.3的要求，机械性能试验参照GB/T17215.211-2006进行，外壳防护性能试验参照GB/T4208—2017进行，耐热和阻燃试验参照GB/T5169.11—2017进行。2.3.4功能试验搭建模拟测试环境，将综合能源物联网关、综合能源电力感知终端、标准规约的电表、水表、气表等组成测试系统，通过测试主机逐一（在实验室测试环境下代替平台相关功能的上位机）验证网关数据交互、采集测量、数据存储、数据处理、报文监视、数据转发、软件升级、网关维护等功能。2.3.5电磁兼容试验根据2.2.5规定的严酷等级，电压暂降和短时中断试验参照GB/T17626.11—2008的规定，射频电磁场辐射抗扰度试验按照GB/T17626.3—2016的规定，射频场感应的传导骚扰抗扰度试验按照GB/T17626.6—2017的规定，静电放电抗扰度试验按照GB/T17626.2—2018的规定，电快速瞬变脉冲群抗扰度试验按照GB/T17626.4—2018的规定，阻尼振荡波抗扰度试验按照GB/T17626.18—2016的规定，浪涌（冲击）抗扰度试验按照GB/T17626.5—2019的规定，无线电干扰抑制试验按照IECCISPR32：2015的规定进行。三、主要试验（或验证）情况本标准在各项指标的试验及验证过程中使用的设备包括：综合能源物联网关综合试验装置、测试主机、温湿度试验箱、脉冲电压试验装置、交流电压试验装置、防尘防水测试试验箱、灼热丝、数字万用表、静电放电发生器、脉冲群发生器、电波暗室、浪涌发生器、衰减震荡波发生器、电压短时中断试验装置、振动台、冲击台、交变湿热箱等。在本标准起草工作过程中，委托浙江正泰仪器仪表有限责任公司、深圳市中电电力技术股份有限公司、无锡市恒通电器有限公司和江阴长仪集团有限公司对标准中的主要指标分别进行了验证试验。对网关的功能要求、电气要求和电磁兼容要求进行了测试，测试结果均符合本标准中的指标要求，为标准的制定提供了试验数据支撑。四、标准涉及专利情况请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用随着综合能源服务业务的拓展，综合能源物联网关的使用将越来越广泛。本文件的制订可以规范综合能源物联网关产品的技术要求以及对应的测试方法，为保障综合能源物联网关产品质量、提高了综合能源服务平台数据的有效性提供了标准支撑。六、与国际、国外同类标准水平的对比情况国外无相关标准。七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性；与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致。与现有标准、制定中的标