高级计量架构(AMI)国际标准动态

高级计量架构（AMI）系统探讨,全国电工仪器仪表标准技术委员会关文举目录,AMI目的意义介绍智能网核心标准介绍V2G介绍美国H2G介绍欧洲OPENMETER介绍中国情况介绍,AMI定义,Advanced Metering Infrastructure (AMI)： AMI is defined as the communications hardware and software and associated system and data management software that creates a network between advanced meters and utility business systems andwhich allows collection and distribution of information to customers and other parties such as competitive retail providers, in addition to providing it to the utility itself. Federal Energy Regulatory Commission,FERC-727 and FERC-728, OMB Control Nos. 1902-0214 & 1902-0213 Glossary, Survey on Demand Response, Time-Based Rate Programs/Tariffs and Advanced Metering Infrastructure ANSI C12.19-2008定义AMI是指在智能表计与公共企业系统间的通讯硬件和软件及相关的系统和数据管理软件共同形成的一个网络，并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，FERC-727 and FERC-728, OMB Control Nos. 1902-0214 & 1902-0213 Glossary,基于需求应答、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 AMI技术的四大组成部分(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),AMI意义,AMI增强了用户参与电网的主动性和积极性；通过AMI技术实时监视和控制用户周边的分布式发电和储能装置；通过AMI技术联系用户和电网，增加市场的活跃性，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；AMI智能表计装备电能质量检测模块能快速测量、诊断、调整电能质量；AMI能实现分布式的电网运行模型，从而减少外界对电网攻击的影响；AMI通过快速而精确的辅助停电管理系统以及故障定位系统来实现电网自愈；AMI提供了精细和及时的数据信息，有利于更好地改进资产管理和电网运行。,AMI在智能网的地位,6,AMI系统的架构,Gas Meter,能源公司AMI网络Utility AMI Network,可编程调温器Programmable Communicating Thermostat,暖通系统HVAC System,负荷控制设备Load Control Device,居家显示器In-Home Display,能源服务网关Energy Services Gateway,ZigBee智能能源系统Smart Energy,水表Water Meter,气表Gas Meter,照明控制Lighting Controls,能源服务入口(电表或网关)Energy Services Portal (Electric Meter or Gateway),负荷系统Load System,AMI结构的发展,H2G结构的发展,智能电网核心标准,虚拟五层采集层（互操作层）通信层电力UIB信息总线美国智能网标准过程,智能电网虚拟层,智能电网虚拟层,SG3会议纪要,虚拟层构架,采集层,IEC 61850 标准是由国际电工委员会(International Electro technical Commission)第 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，IEC61850 标准吸收了 IEC60870 系列标准和 UCA 的经验，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（SAS）的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 IEC 61850 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 IEC 61850 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 IEC 61850 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 IEC 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 IEC 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 IED 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，IED 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（ACSI）和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 IEC 61850 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（ASCI）。在 IEC61850-7-2 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 ACSI，由专用通信服务映射（SCSM）映射到所采用的具体协议栈，例如制造报文规范（MMS）等。IEC 61850 标准使用 ACSI 和 SCSM 技术，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 SCSM，而不需要修改 ACSI。,IEC61850 标准仅仅是关于数字化变电站的吗？,目前，IEC 61850 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 IEC61850 的技术来制定相应的标准，其中包括： 由 TC57 制定 IEC61850 的附件电力质量标准 由 TC88 工作组制定 IEC6140025（风力发电站远方控制和监视）； 由 TC57 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 IEC61850 和IEC61970； 由美国国家委员会提议由 TC57 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 TC57 为水电厂控制和监控系统制定标准； 由 EPRI，IEEE 正在制定煤气/自来水等控制和监视标准； 由 EPRI，IEEE 正在制定表计计量传输协议标准； 由 TC65（工业自动化）制定测量和控制的数据通讯标准。 由 SC17C 第 12 工作组为断路器产品制定的 IEC62271-003 和 IEC62010 标准,23,智能电网的通信层,智能网JAT UIB 架构,JITE电力集成服务,IEC 61968/61970 家族简介,IEC61970是一个国际标准，由IEC技术委员会第57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CIM这样一个抽象模型，它表示了EMS信息模型中典型包含的电力企业的所有主要对象。这个模型包含这些对象的公共类和属性，以及它们之间关系。 IEC61968在61970的基础上对CIM的定义领域进行了相应的扩展使之适应于更多的电网信息系统。,基于TBI的企业信息版图,TBI采用基于IEC61970/IEC61968系列标准的CIM模型来建立适用于中国电力企业的信息化数据模型库，企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TBI自身的数据抽取映射功能，可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。,TBI不仅在信息层面做到了规范集中，在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。TBI采用国际的UDDI标准，并在其基础上进行了企业级的扩展支持，TBI有自带的接口适配功能（Service Adapter）能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CIM模型为参数的Web-Service接口，并支持以UDDI标准进行发布查询等管理。,强大的XML交互语言，支持对交互信息的复杂校验和函数变换，使TBI平台上的交互超越了传统的数据流转，真正实现了业务信息的传递和操控，XML的交互也为随之而来的B2B商业应用提供了从XML到ebXML的平滑过渡。使TBI不仅仅能够为现有各应用系统服务，也为将来的高端商务交互做好了充分的准备。,通过TBI的信息集成和应用集成手段，系统间交互已经由传统的网状结构转化为已TBI为中心的星型分布接口，所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TBI平台上，需要获取其他系统数据和应用接口时可以通过TBI进行查询，各取所需，实现完整统一和谐的信息版图，信息孤岛迎刃而解。,TBI的理念，已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EII(企业信息整合)和EAI(企业应用整合)，在TBI的基础上，我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。,TBI从设计到开发一直秉持先进，标准，规范的原则，从整体的SOA平台架构到完全基于XML的信息交互机制，以及符合UDDI标准的企业级应用接口平台，都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IECSA (integrated energy and communication system architecture)，和随后延伸的智力电网(intelligent grid)体系结构，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IECSA项目是要将电力系统基础设施和信息系统基础设施(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DOE资助组成的，有智慧电网联盟、太平洋西北国家实验室等单位参加的“智能电网通信”(Smart grid newsletter)工作组所说：“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。,IECSA体系的组成,第1卷：用户规范和建议(Volume I：User Guidelines and Recommendations)；第2卷：功能要求(Volume II: Functional Requirements)；第3卷：模型(Volume III: Models)；第4卷：技术分析(Volume IV: Technical Analysis)。 报告中同时还提供了对应的统一建模语言UML (Unified Modeling Language)形式的电子文档。UML主要用来规范、表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，