国家电网公司高度重视智能电网标准体系建设工作,自2009年启动坚强智能电网建设的同时,就率先开展了坚强智能电网技术标准体系研究,于2010年6月向社会公开发布了《智能电网技术标准体系规划》,并赢得了国内外业界的广泛关注。坚强智能电网标准体系由1个体系、8个专业分支、26个技术领域、92个标准系列和几百个具体标准组成。同年,国家电网公司从国家“走出去”战略高度出发,结合公司创建世界一流智能电网,创建世界一流企业的战略定位,以及智能电网国际化战略需求,于2010 年5月27日通过IEC中国国家委员会(国家标准化管理委员会)向IEC SMB(标准管理局)提交了3个标准提案:
1)用户侧设备与电网交互接口(SGUI);
2)电力需求响应(DR);
3)用户侧电力注入电网。

2011年9月,经IEC标准管理局批准,IEC PC118 智能电网用户接口项目委员会正式成立,秘书处设在中国,这是继IEC TC115之后第二个由我国自主提出并将秘书处设在中国的IEC 技术(项目)委员会。由国家标准委员会和国家电网公司指定中国电力科学研究院为IEC PC118秘书单位。IEC PC118的工作范围是制定智能电网用户接口系统体系架构、用户侧应用系统的功能和性能要求、用户侧系统/设备的信息交换接口等方面的规范和标准。目前有 P-成员国(参与国)17个,O-成员国(观察国)11个。
因为智能电网用户接口领域涉及面广,且现有技术委员会(TC)均不适宜单独承担标准编制任务,故以项目委员会(PC)形式开展工作,并广泛建立联络人,保证与其他相关TC及IEC现有标准的协调一致。PC的具体机构设置、适用规则与 TC大体相同,但PC在完成提案项目后即告解散,在工作过程中不受理新提案。
IEC PC118秘书处承担着提交并流转项目提案、组织联络工作组、确认各工作组标准制定和修订进程、安排每年的全体大会和工作组会议、联系IEC中央办公室和相关SC/TC秘书处等具体工作。主席顾问团(CAG)肩负着为PC118主席提供战略建议的任务,充当着PC118智库的角色,现有10名专家,主要来自IEC SG3(原智能电网战略工作组,已完成工作任务并解散)、相关TC及重要产业联盟。
PC118下设2个工作组(WG),其中,WG1负责制定智能电网与用户的信息交互接口标准,WG2负责制定电力需求响应标准。目前,WG1的专家来自13个国家,共有58名;WG2的专家来自11个国家,共有57名,两个工作组根据各自的目标开展工作。IEC PC118的组织结构如图1所示。

PC118的任务是组织协调成员国专家,按照IEC标准的开发程序,通过成员国专家、其他TC、相关标准机构、企业联盟等利益相关方的协同努力,达成充分的一致,推动IEC智能电网用户接口标准的开发,最终形成IEC国际标准。
PC118国际标准化的主要工作PC118国际标准化活动
IEC PC118每年组织召开PC118全体大会及WG1/WG2工作组会议,组织各国专家交流讨论智能电网用户接口和电力需求响应的相关议题,并确定 PC118下阶段的任务计划。自2011年成立至今,IEC PC118共成功召开了4次全体大会和7次WG1/WG2工作组会议。
2012 年2月,IEC PC118在中国天津召开了首次全体大会,并在同年召开了2次WG1/WG2工作组会议。在首次全体大会上,形成了自上而下和自下而上的工作策略,初步提出与其他相关TC的分工。由于各国在智能电网用户接口基本概念和标准需求等方面尚未达成共识,而利用技术报告可以对智能电网用户接口相关概念、模型、功能和用例进行总结提炼,为制定国际标准奠定基础,因此PC118决定编制《智能电网用户接口技术报告》,并将其作为PC118的首个工作项目。该项工作由中国WG1专家发起,美国专家牵头编写。
2013年3月,IEC PC118在美国罗斯林召开了第二次全体大会并在同年召开了2次WG1/WG2工作组会议。在第二次全体大会上,鉴于智能电网用户接口技术报告的编制使各国在用户接口基本概念及主要功能等方面形成了共识,以此为基础,中国专家提出编制《智能电网用户接口技术规范》,为智能电网用户领域产业发展提供正式的国际标准指导。该项工作由我国专家发起立项,WG1建立了编写小组,我国专家担任主编。在工作组会议上,WG2经与IEC TC57 WG21商议,将开发基于美国OpenADR联盟建立的OpenADR2。0b的IEC DR 标准分解为以下三项工作,并相应地建立了三个任务小组:
1)T1,支持DR的CIM扩展;
2)T2,开发CIM-OpenADR适配器;
3)T3,制定符合IEC一致性要求的DR标准;并在T1和T2工作中与TC57 WG21开展合作。
2014 年3月,IEC PC118在印度班加罗尔召开了第三次全体大会并在同年召开了2次WG1/WG2工作组会议。在第三次全体大会上,重点围绕我国主导编制的《智能电网用户接口技术规范》草案开展讨论,针对大纲各部分内容逐项进行了审议修订,该草案最终获得了认可,并提出CD(委员会草案)开发计划。在工作组会议上,与会专家对CIM扩展、DR信息模型、OpenADR适配器开发的最新进展情况作了研讨交流。此外,IEC PC118 WG1/WG2与IEC TC57 WG21在新加坡召开的首次联合工作会议,探讨了PC118与TC57在智能电网用户领域合作的策略、方式和可能出现的问题及应对措施。
2015年3月,在韩国济州岛召开了IEC PC118第四次全体大会和工作组会议。与会专家通过表决,PC118将推进以下五项最终成果的完成:
1)智能电网用户接口技术规范IEC 62939-2 Smart Grid User Interface Technical Specification;
2)Energy Interoperation IS;
3)OpenADR/EI-CIM Adapter IS;
4)OpenADR IS;
5)IEEE 2030。5 and IEC dual logo IS。
在工作组会议上,重点围绕中国专家牵头编制的“智能电网用户接口技术规范”修改稿进行了讨论,并制订了下一阶段的工作计划。会议还听取了OpenADR和 EI流转情况,介绍了由中方专家开发的需求响应模型和适配器的工作,讨论了对SEP2。0(IEEE 2030。5)的反馈意见。 与PC118相关的标准制定机构
PC118的国际标准编制主要围绕智能电网用户接口和电力需求响应这两部分内容,因其涉及的专业领域较多,和IEC已有的TC工作内容有所重叠。例如TC57新建立的W21工作组已经完成了电力管理系统和用户能源管理系统之间的系统接口IEC DTS 62746-3,其标准的架构和用例内容和PC118高度相关;另外TC65提出了IEC/TS 62872 1。0(工业设施与智能电网系统接口),也和PC118有一定的关联。此外,TC57制定的IEC 61970 CIM、IEC61968等标准在信息模型上不同程度都与PC118的内容相关。
除了IEC,很多标准制定机构也在积极开展着有关智能电网用户接口和电力需求响应方面的标准研制工作,并且有的已经取得了一定的成果。
(1)IEEE 早在2011年9月便发布了《IEEE P2030智能电网互操作性指南:能源技术、信息技术与电力系统运行、最终应用及负荷》,该指南建立了智能电网互操作参考模型,提供标准知识库和互操作工程应用,已在电动交通、电力储能和电网接入三方面开展设备接口互操作测试。
(2)OASIS制定了OpenADR通信规范,新形成的 OpenADR2。0不仅支持动态电价,还可应用于辅助服务、间歇性可再生能源、大规模储能等,OpenADR2。0a已于2012年作为美国国家标准发布,OpenADR2。0b也已形成最终版。此外,OASIS还形成了能源互操作(EI)、能源市场信息交换(EMIX)和时间日历信息(WS- Calendar)三项标准。
(3)Zigbee联盟开发了SEP2。0,是其向能源领域扩展的核心标准。SEP2。0面向用户户内,在家用电器、预付费服务、需求响应等方面定义了应用配置接口和通用信息模型,该标准已于2012年正式被IEEE2030。5接收。
PC118国内标准化的主要工作国内学术科研活动
为了促进相关标准的制定,IEC PC118 WG2组织国内专家召开了多次工作组会议和学术研讨会议,对智能电网用电领域的用例进行了专题讨论,并对DR技术报告的初步研究进行了研讨,形成了《需求响应技术的初步研究报告》V0。3版。同时,为使国内需求响应信息模型的研究取得初步的突破,以增加我们在国际标准制定舞台上的话语权,还组织召开了多次国内需求响应信息模型标准集中会,讨论需求响应信息模型构建方法、思路以及整体框架,以形成完整的需求响应信息模型体系。
科研项目方面,国家电网公司和南方电网公司在电力需求侧管理方面投入了大量人力物力开展标准体系的建设,并按照国家能源发展战略进行示范性建设。南方电网提出的《需求响应效果监控与综合效益评价导则》初步构建了DR业务的评估准则,而中国电力科学研究院牵头编写的Q/GDW 11041-2013《电力用户需求响应节约电力测量与验证规范》也正式发布。
对口PC118的全国标委会
全国智能电网用户接口标准化技术委员会(SAC/TC549)于 2013 年6月获得国家标准化管理委员会批准成立,并于2014年8月召开了正式成立大会。第一届标委会由40名委员组成,标委会的秘书单位由中国电科院承担,负责智能电网用户接口技术领域的标准化技术归口工作,包括智能电网用户接口的基础综合、用户侧系统和设备、智能用电服务专业等,是IEC PC118智能电网用户接口项目委员会的国内对口标委会。截至目前,标委会已完成13项国家标准制定计划的申报,由国标委正式接收3项,下达2015年制定计划1项;完成3项行业标准制定计划申报。
为了更有效地主导相关标准的制定工作,标委会下设四个工作组:WG1为系统架构组;WG2为组电力需求响应组;WG3为用户侧设备组;WG4为用户侧能效管理与系统组。标委会委员、相关代表以及通讯委员单位代表结合自身专业特长和工作领域,分别参与了1~2个工作组,部分委员、代表参与了3个工作组。四个工作组,成员总计55人。相信随着标委会工作的稳步开展,将陆续组织更多的标准研究制订工作,以解决本领域当前产品研发、业务发展面临的标准缺失问题,并将对PC118国际标准的制定提供坚实的支撑,增加中国专家的在国际标准制定舞台上的话语权。推动PC118的国内试点工作
为推进智能用电领域的技术发展和相关标准编制,国家电网公司投入大量资源开展了便捷用电工程,包括智能小区示范工程、智能楼宇示范工程、智能园区示范工程及智能港口示范工程。结合便捷用电工程,研究居民、楼宇、工业和港口等用户的信息交互接口模型,以及需求响应、能效评估、电能交易、能源替代等跨领域业务应用,以此提炼相关技术和业务需求,指导用户接口和用电业务具体标准规范,以支撑IEC PC118项目委员会智能电网用户接口和电力需求响应相关国际标准的起草工作。
随着智能电网建设的深入,需求响应、能效管理、分布式电源等智能用电服务试点和示范应用不断增多。然而国内在智能电网用户接口交互标准和规范方面严重缺失,这显然限制了智能电网用户接口技术和产业的发展。为了满足用户多元化、差异化的智能用电服务需求,迫切需要制定统一的智能电网用户接口标准,规范行业内的应用。在分析了以上需求之后,中国电科院基于PC118国际标准的先进思想、概念和方法,提出了面向智能电网创新示范工程的科技指南项目《智能电网用户接口信息交互技术研究》,该项目针对智能电网用户接口相关业务应用的需要,结合IEC PC118国际标准制定的目标和需求,系统性开展智能电网用户接口领域的信息模型和信息交互技术研究,为实现智能电网用户领域不同系统和设备之间的互联互通制定统一技术规范和标准。同时,该项目结合国家电网公司智能电网试点工程,能够加快智能电网用户接口技术的研究进程,为实施我国智能电网标准国际化战略提供技术支撑。《智能电网用户接口信息交互技术研究》项目的最终成果包括:《智能电网用户接口信息交互技术研究报告》;全国智能电网用户接口标委会国标送审稿;支撑IEC PC118对公司标准国际化工作的建议书;相关学术论文及发明专利。
为加强工程建设与标准化工作的结合,加快智能电网标准综合体系建设,国家标准化管理委员会对张北国家风光储输示范工程等12个综合性显著、创新性突出、具备技术发展优势的工程项目开展了智能电网综合标准化试点工作,由中国电力企业联合会统筹组织智能电网综合标准化试点工作的开展,制定综合标准化工作方案。国家电网公司积极响应智能电网综合标准化试点工作,结合创新示范工程的便捷用电、电动汽车、智慧城市等相关试点工程,依托中国电力科学研究院,开展了各项标准的标准化试点工作。中国电科院认为,在标准化试点支撑国际标准工作方面,应以智能电网创新示范工程为依托,开展SGUI的标准化的工程实践,通过提炼SGUI业务用例,形成SGUI标准框架和信息模型,规范SGUI业务接口标准服务。这将促进示范工程与国际标准制定工作的结合,提升智能电网综合标准化试点工作的水平,极大地丰富了中国专家在制定国际标准时的方法与经验,推动了PC118的国际标准研究和制定。
PC118国际标准的主要成果已完成的工作成果
在各国专家的共同努力下,PC118已成功完成了其首项工作内容,即《智能电网用户接口技术报告》的编制,该报告已于2014年11月正式出版,IEC官方名称为 《IEC 62939-1 SMART GRID USER INTERFACE–Part 1: Interface overview and ry perspectives》。同时,在美国代表的积极努力下,PC118于2014年2月发布了《IEC/PAS 62746-10-1:2014,System interface between customer energy management system and the power management system-Part 10-1:Open Automated Demand Response》,该标准也是PC118在电力需求响应方面发布的首个公用规范。
正在开展中的工作
目前,PC118在以上工作成果的基础上,正在按最新的标准行动工作计划,全面开展多项标准的编制工作,并开始逐步推进。
在智能电网用户接口标准方面。已形成《智能电网用户接口技术规范》V1。2版,该草案主要观点得到了PC118专家的认同,草案稿将向各国专家征询意见的基础上继续完善,并在2015年9月份工作组会议讨论后,以SGUI TS CD1发布流转;对基于OASIS EI(Energy Interoperation) 的标准进行开发,EI CD1将于2015年5月结束流转,PC118将在汇集各NC(国家委员会)反馈意见的基础上,在9月举行的工作组会上进一步讨论,并将在2016年3月的工作组会议讨论后提交EI CD2流转稿;关于IEEE P2030。5/SEP 2。0与IEC双LOGO标准的开发,由于欧洲各国反对意见较强烈,由IEEE和ZigBee联盟共同制定反馈意见,在2015年9月举行的工作组会议上提出下一步行动计划。
在电力需求响应标准方面。PC118与TC57进行了合作,以共同开发基于OpenADR的IEC DR 标准;在T1工作中,中国专家采用逆向构建方式,快速取得了初步成果,得到了美国及TC 57/WG 16专家的广泛关注,并将此成果用于CIM-DR Sandbox模型开发及T2开发参考;T2工作,中国专家正配合美国专家,积极进行CIM-OpenADR适配器的开发。
结语
PC118 国际标准主要涉及智能电网用户领域的信息交互接口及需求响应,首先支持智能电网与商业楼宇、居民家庭等传统用户的能源服务信息交互及需求响应。随着智能电网建设的深入,还将支持与分布式电源、电动汽车充放电、储能装置等新型用户设施的双向互动服务。同时PC118将与ISO/IEC相关TC合作,协调并规范能效管理、预付费等电力用户服务标准。
自PC118成立以来,中国一直积极参与该领域的国际标准化活动,中国的专家在用户接口和需求响应方面开展了大量的工作,其成效和努力获得了IEC中央办公室、中国国标委和国家电网公司的认可。但是我们也意识到,我们进入国际标准领域时间并不长,国际标准的编制规则掌握不够,标准管理经验不多,而且缺乏成熟的技术和产品,因此,推进国际标准制定工作难度很大。
反观美国在PC118中大力推广OpenADR、OASIS、SEP2等工业联盟标准,其优势在于:一是有大量的示范应用;二是有很多企业已经开发了相关系统和设备;三是他们希望将产品推广到更多的国家,因此有将联盟标准上升为IEC国际标准的强烈诉求。鉴于此,IEC也乐于将其吸纳为自己的标准。欧洲主要国家(如英国、法国、德国等)一直在维护TC57在自动化、信息模型(61850,CIM)的等方面的优势地位。由于TC57与PC118在用户接口信息交互、CIM扩展到用户、需求响应信息模型和服务等方面均有重叠之处,而TC57又处于强势地位,因此PC118的工作常受到TC57/WG21的制约。
可见,缺乏本国工业界在相关领域的探索性成果以及相应国内/地区/行业标准的支持,将会使我们在国际标准的制定中处于被动的地位。因为国际标准制定的重要途径是将成熟的工业标准上升为国际标准,而任何缺乏工业应用支撑的理论概念、思路和方法是无法在国际标准舞台站住脚跟。但另一方面也需要意识到,参加国际标准化活动总体上有利于促进我国在该领域技术研究水平的提升和标准制定,学习发达国家在国际标准领域先进的思想和方法,为我国在落后领域少走或者不走弯路提供可资参考的技术依据。建议我国在智能电网相关工业领域加快政策引导和示范应用,结合国家需求侧管理城市试点工作和公司智能电网创新示范工程,尽快形成国内工业界需要的国家标准制定,这将是我们在国际标准领域推广中国标准的基础。