电力需求响应系统数据模型技术规范

CSEE

中国电机工程学会标准

T/CSEEXXXX-YYYY

电力需求响应系统数据模型技术规范

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国电机工程学会发布

T/CSEE(/Z)XXXX-YYYY

目次

1范围....................................................................................1

2规范性引用文件.........................................................................1

3术语和定义.............................................................................1

3.1需求响应(DemandResponse)...........................................................................................................1

3.2计戈(Program)....................................................................................................................................1

3.3交易(Transaction)..............................................................................................................................2

3.4事件(Event).........................................................................................................................................2

3.5日程(Schedule)....................................................................................................................................2

3.6费率结构(RateStructure)..................................................................................................................2

3.7分时电价(TimeofUsePricing)........................................................................................................2

3.8尖峰电价(CriticalPeakPricing).......................................................................................................2

3.9实时电价(RealTimePricing)...........................................................................................................2

3.10供应商(Supplier)..............................................................................................................................2

3.11用户(User).........................................................................................................................................2

3.12客户端(Client).................................................................................................................................2

3.13监管者(Regulator)...........................................................................................................................3

3.14需求响应聚合商(AggregatorofDemandResponse)...................................................................3

4符号、代号和缩略语.....................................................................3

5数据模型...............................................................................3

5.1概述.............................................................................3

5.2域包(Domain)....................................................................................................................................4

5.3电网包(Grid)......................................................................................................................................11

5.4负荷模型包(LoadModel).................................................................................................................36

5.5量测包(Meas)...................................................................................................................................48

5.6客户包(Customers)...............................................................................................................................66

5.7市场包(Market)................................................................................................................................70

5.8需求响应注册包(DrRegister).........................................................................................................73

5.9需求响应事件包(DrEvent).............................................................................................................75

5.10需求响应报告包(DrReport).........................................................................................................81

5.11需求响应参与退出包(DrOpt)............................................................................................................88

5.12有序用电包(ConsumptionOrder).......................................................................................................89

6信息交换机制..........................................................................93

6.1信息交换方式....................................................................93

6.2信息交换原则...................................................................94

附录A:电力需求响应系统信息交换典型场景................................................95

编制说明..........................................................................96

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、,—>—

刖百

随着智慧能源应用的深化，电力企业建设的电力需求响应系统采用技术路线日趋复杂，不利于系统

向协同化、共享化、互联化的方向发展。本标准旨在规范电力需求响应管理系统的数据模型设计，统一

数据标准，为电力需求响应管理系统与电力需求响应服务系统、电力需求响应监管系统间的数据集成与

知识共享奠定技术基础，形成以电力为核心的数字化能源需求模型，以数据驱动多能互补与集成优化。

本标准主要技术内容为电力需求响应管理系统数据模型的术语和定义，数据交换标准和规范。

适用于电力需求响应管理系统建设，电力需求响应管理系统与相关系统间的信息交换。

本标准由中国电机工程学会电力信息化专委会提出并解释。本标准起草单位：广东电网有限责任公

司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院、广东工业大学、广东卓维网络有限公司。

本标准主要起草人：

本标准（或本部分或本指导性技术文件）首次发布（或本标准X年X月首次发布，X年X月第一次

修订，X年X月第二次修订）。

（以下是基本部分）。本标准（或本部分或本指导性技术文件）由中国电机工程学会XXXX提出并解

释。本标准（或本部分或本指导性技术文件）起草单位（包括第一承担单位和参加起草单位，按对标

准的贡献大小排列）：本标准（或本部分或本指导性技术文件）主要起草人（按对标准的贡献大小排

列）：本标准（或本部分或本指导性技术文件）首次发布（或本标准X年X月首次发布，X年X月第一

次修订，X年X月第二次修订）。

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电力需求响应系统数据模型技术标准

1范围

本标准定义了电力企业的电力需求响应系统数据模型。通过这些数据模型，电力企业需求响应的相

关内外部系统就可以进行互操作，从而在行为上相互协调。

本标准适用于电力企业电力需求响应系统与内外部系统间的接口建设。

本标准给出的数据模型属于接口语义模型,未规定电力需求响应系统实现细节,如数据库物理模型、

算法、用户界面、接口规范，不在本规范的范围内。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GBfT32672-2016电力需求响应系统通用技术规范

GB/T35681-2017电力需求响应系统功能规范

GBfT31960.1-2015电力能效监测系统技术规范

T/CEC20160110-2016工业园区电力需求响应系统技术规范

DL/T890.301-2016能量管理系统应用程序接口(EMS-API)第301部分：公共信息模型(CIM)基础

DL/T1080.11-2015电力企业应用集成配电管理的系统接口第11部分：配电公共信息模型

美国智能电网互操作性标准开放自动需求响应通信规范OpenADR2.0

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1需求响应(DemandResponse)

当电力供给成本升高或者电力系统可靠性面临威胁的时候，通过价格或激励手段，促使需求侧改变

用电行为(削减或转移负荷)，从而缓减供需矛盾。

需求响应的内涵还在不断发展，未来有可能扩展到整个能源领域，只要供需双方的协调，多种能源

形式的配合，有利于能效的提高或环境的改善，都可以视为需求响应。

3.2计划(Program)

无论是供应方还是需求方，都是有一定弹性的，但弹性又都是有限的，需求响应计划就是运用价格

或激励手段来发挥需求方弹性的商业模式。

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3.3交易(Transaction)

当用户愿意参与一个需求响应计划时，就要与供应商达成合约，明确双方的权利和义务，并以此为

依据，进行评估和结算。交易的要素应包括用户可削减的负荷(电量)、负荷类型、对应的时段。如果

是竞价产生的，还要有价格。

3.4事件(Event)

当供应商与用户达成交易后，将按照需求响应计划的日程类型提前通知用户。事件机制比较复杂,

要考虑多种可能的情况。

3.5日程(Schedule)

当供应商与用户达成交易后，需要提前一段时间来通知用户，以便用户做好准备。不同的日程类型，

对供应商和用户的影响是不同的，因而补偿也不同。对供应商来说，日程越短越有利，但用户往往需要

有足够的时间来调整用电方式，这就需要找到平衡点。

针对零售市场，可以提前一天通知(称为日前)，可以当天通知，也可以提前1小时通知。针对批

发市场，一般只提前几分钟，并要求其技术支持系统提供扫描分辨率不低于1分钟的负荷曲线。

3.6费率结构(RateStructure)

费率(电价)是市场的关键要素，费率的结构和形成机制决定了各市场主体的心态和行为。

3.7分时电价(TimeofUsePricing)

分时电价是一种反映不同时段电能供给成本的价格机制，通过划分时段以及设置不同时段的电价,

有利于引导用户合理安排消费需求，改善负荷曲线。

3.8尖峰电价(CriticalPeakPricing)

可以认为是分时电价的一种，但它的电价高于普通的高峰电价，是在分时电价的基础上叠加尖峰费

率而形成的，一般是在电力需求趋于临界、系统稳定性受到威胁时才实施的。参与CPP的用户平时可享

受折扣电价，但收到CPP信号后必须立即有效减少电力需求，否则将受到惩罚。为了保护用户利益，每

个用户一年中参与响应的天数是有限制的。

3.9实时电价(RealTimePricing)

与分时电价和尖峰电价不同的是，实时电价不是提前设定的，而是直接反映每时每刻上游成本的变

化。当然，也可以根据历史数据和一定的规则提前一天预测并发布实时电价，以便用户及早采取措施。

3.10供应商(Supplier)

需求响应计划、动态价格或竞标项目的发起者，一般是公用事业、独立运营商或者第三方的削减服

务提供商，负责向参与的用户提供激励或补偿。

3.11用户(User)

需求响应计划、动态价格或需求侧竞标的参与者，包括居民用户、商业用户和工业用户，其义务是

削减或转移负荷，并因此获得补偿。

3.12客户端(Client)

直接与供应商侧进行通信并参与需求响应的用户侧设备。一个用户可以有多个客户端。

2

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3.13监管者(Regulator)

需求响应计划、动态价格或需求侧竞标规则的制定者、费率结构的审批者和实施过程的监督者。

3.14需求响应聚合商(AggregatorofDemandResponse)

将具备需求响应能力的电力用户集中，作为整体参与需求响应，并代理相关商务事宜的服务机构。

4符号、代号和缩略语

下列符号、代号和缩略语适用于本文件。

DR：需求响应(DemandResponse)

TOU：分时电价(TimeofUsePricing)

CPP：尖峰电价(CriticalPeakPricing)

RTP：实时电价(RealTimePricing)

DLC：直接负荷控制(DirectLoadControl)

IL：可中断负荷(InterruptibleLoad)

EDR：紧急需求响应(EmergencyDemandResponse)

CMP：容量市场项目(CapacityMarketProgram)

ASP：辅助服务项目(AncillaryServiceProgram)

DSB：需求侧竞标(DemandSideBidding)

FR：频率响应(FrequencyResponse)

CSP：削减服务提供商(CurtailmentServiceProvider)

LSE：负荷服务实体(LoadServingEntity)

5数据模型

5.1概述

图1包依赖图

信息模型为电力需求响应系统与电力企业内部系统、电力市场、政府监管系统、需求响应的交换主

体，含有域包(Domain)、电网包(Grid)、负荷模型包(LoadModel)、量测包(Meas)、客户包(Customer)、市

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场包(Market)、需求响应注册包(DrRegister)、需求响应事件包(DrEvent)、报告包(DrReport)、参与

退出包(DrOpt)、有序用电包(ConsumptionOrder)。

其中，域包①omain)、电网包(Grid)、负荷模型包(LoadModel)、量测包(Meas)、客户包(Customer)、

市场包(Market)属于基础部分。

需求响应注册包(DrRegister)、需求响应事件包(DrEvent)、报告包(DrReport)属于需求响应业务

执行部分。需求响应相关包及有序用电包引用依赖基础部分。

5.2域包(Domain)

5.2.1概述

域包定义了被其他包中的类使用的基本数据类型。使用版型来描述数据类型，定义了以下版型：

«enumeration»一「个允许的常量值列表。

«Primitive»用于组成其他数据类型的最基本数据类型。

«CIMDatatype»包含一个value属性，一个可选的度量单位和一个单位乘子。单位和乘子可指定

为初始化为允许值的静态变量。

«Compound»一个Primitive,enumeration,CIMDatatype或其他Compound类的组合体，只要该

Compound类不递归包含。

5.2.2有功功率类(ActivePower)数据类型

电压有效值(RMS)与电流同相分量的有效值(RMS)的乘积。

下表列出了ActivePower的所有属性。

表1ActivePower的属性

名字类型描述

valueFloat

unit=W(const)UnitSymbol

multiplierUnitMultiplier

5.2.3有功功率变化率类(ActivePowerChangeRate)数据类型

单位时间内的有功功率变化率。

下表列出了ActivePowerChangeRate的所有属性。

表2ActivePowerChangeRate的属性

名字类型描述

valueFloat

unit=W(const)UnitSymbol

multiplierUnitMultiplier

dcnominatorUnit=s(const)UnitSymbol

denominatorMultiplier=noneUnitMultiplier

(const)

5.2.4视在功率类(ApparentPower)数据类型

4

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电压的有效值与电流的有效值的乘积。

下表列出了ApparentPower的所有属性。

表3ApparentPower的属性

名字类型描述

valueFloat

unit=VA(const)UnitSymbol

multiplierUnitMultiplier

5.2.5布尔量类(Boolean)基本型

一种取值空间为“true”和“false”的类型。

5.2.6单位能量成本类(CostPerEnergyUnit)数据类型

产生每单位电能的成本，以货币为单位。

下表列出了CostPerEnergyUnit的所有属性。

表4CostPerEnergyUnit的属性

名字类型描述

valueFloat

unitCurrency

multiplierUnitMultiplier

denominatorUnit=Wh(const)UnitSymbol

denominatorMultip!ier=noneUnitMultiplier

(const)

5.2.7成本率类(CostRate)数据类型

每运行时间的成本，以货币为单位。

下表列出了CostRate的所有属性。

表5CostRate的属性

名字类型描述

valueFloat

unitCurrency

multiplierUnitMultiplier

denominatorUnit=s(const)UnitSymbol

dcnominatorMultiplici-noneUnitMultiplier

(const)

5.2.8电流类(CurrentFlow)数据类型

带符号规定的电流，正数表示从导电设备(ConductingEquipment)流入连接节点(ConnectivityNode)。

下表列出了CurrentFlow的所有属性。

表6CurrentFlow的属性

5

T/nSFFC/7')XXXX-YY'(Y

名字类型描述

valueFloat

unit=A(const)Currency

multiplierUnitMultiplier

5.2.9日期类(Date)基本型

形如“yyyy-mm-dd”的日期和时间，遵从ISO8601国际标准。通用协调时间(UTC)的时区用“yyyy-

mm-ddZ”指明。本地时区相关的UTC表示为“yyyy-mm-dd(+/-)hh:mm”。

5.2.10日期间隔类(Datelnterval)复合类型

两个日期之间的间隔。

下表列出了Datelnterval的所有属性。

表7Datelnterval的属性

名字类型描述

startDate此间隔的起始日期。

endDate此间隔的终止日期。

5.2.11日期时间类(DateTime)基本型

形如"yyyy-mm-ddThh:mm:ss.sss”的日期和时间，遵从ISO8601国际标准。通用协调时间(UTC)的

时区用"yyyy-mm-ddThh:mm:ss.sssZ”指明。本地时区相关的UTC表示为nyyyy-mm-ddThh:mm:ss.sss-

hh:mm"o

5.2.12日期时间间隔(DateTimelnterval)复合类型

两个日期和时间点之间的间隔。

下表列出了DateTimelnterval的所有属性。

表8DateTimelnterval的属性

名字类型描述

startDateTime此间隔的起始日期和时间。

endDateTime此间隔的终止日期和时间。

5.2.13十进制数类(Decimal)基本型

用于标识实数的十进制记数系统。

5.2.14持续时间类(Duration)基本型

形如"PnYnMnDTnHnMnS”的持续时间，遵从ISO8601国际标准，其中nY代表年数，nM代表月数,

nD代表日数。字母T将日期表达式和时间表达式分开，在其后，nH标识小时数，nM标识分钟数，nS标

识秒数。秒数可以表示为小数，但所有其他数字必须是整型数。

5.2.15浮点类(Float)基本型

一个浮点数。范围未指定，不做限制。

5.2.16浮点量类(FloatQuamily)数据类型

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具有浮点值和关联的单位信息的数值量。

下表列出了FloatQuantity的所有属性。

表9FloatQuantity的属性

名字类型描述

valueFloat

unitUnitSymbol

multiplierUnitMultiplier

5.2.17频率类(Frequency)数据类型

每秒的周波数。

下表列出了Frequency的所有属性。

表10Frequency的属性

名字类型描述

valueFloat

unit=Hz(const)Currency

multiplierUnitMultiplier

5.2.18小时类(Hours)数据类型

用小时为单位的时间。

下表列出了Hours的所有属性。

表11Hours的属性

名字类型描述

valueFloat

unit=h(const)UnitSymbol

multiplier=none(const)UnitMultiplier

5.2.19整型类(Integer)基本型

一个整型数。范围未指定，不做限制。

5.2.20整型量类(IntegerQuantity)数据类型

具有整型值和关联单位信息的数值量。

下表列出了IntegerQuantity的所有属性。

表12IntegerQuantity的属性

名字类型描述

valueInteger

unitUnitSymbol

multiplierUnitMultiplier

5.2.21千瓦单位有功功率类(KiloActivePower)数据类型

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以千瓦为单位的有功功率。

下表列出了KiloActivePower的所有属性。

表13KiloActivePower的属性

名字类型描述

valueFloat

unit=W(const)UnitSymbol

multiplier=k(const)UnitMultiplier

5.2.22分钟类(Minutes)数据类型

以分钟为单位的时间。

下表列出了Minutes的所有属性。

表14Minutes的属性

名字类型描述

valueFloat

unit=min(const)UnitSymbol

multiplier=none(const)UnitMultiplier

5.2.23百分数类(PeCenl)数据类型

基于定义基准的百分比。例如，指定为100以表示处于定义基准上。

下表列出了PerCent的所有属性。

表15PerCent的属性

名字类型描述

valueFloat通常为定义基准上的0-100

unit=none(const)UnitSymbol

multiplier=none(const)UnitMultiplier

5.2.24无功功率类(ReactivePower)数据类型

电压的有效值与电流的正交分量有效值的乘积。

下表列出了ReactivePower的所有属性。

表16ReactivePower的属性

名字类型描述

valueFloat

unit=VAr(const)UnitSymbol

multiplierUnitMultiplier

5.2.25有功电能类(RealEnergy)数据类型

有功电能。

下表列出了RealEnergy的所有属性。

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表17RealEnergy的属性

名字类型描述

valueFloat

unit=Wh(const)UnitSymbol

multiplierUnitMultiplier

5.2.26秒类(Seconds)数据类型

以秒为单位的时间。

下表列出了Seconds的所有属性。

表18Seconds的属性

名字类型描述

valueFloat以秒计数的时间

unit=s(const)UnitSymbol

multipiier=none(const)UnitMultiplier

5.2.27字符串类(String)基本型

由8位字符序列组成的字符串。字符编码是UTF-8。字符串的长度未指定，不受限制。

5.2.28字符串量类(StringQuantity)数据类型

具有字符串值(当是否是整型数或浮点数并不重要时)和关联的单位信息的量。

下表列出了StringQuantity的所有属性。

表19StringQuantity的属性

名字类型描述

valueString

unitUnitSymbol

multiplierUnitMultiplier

5.2.29温度类(Temperature)数据类型

以摄氏度表示的温度值。

下表列出了Temperature的所有属性。

表20Temperature的属性

名字类型描述

multiplier=none(const)UnitMultiplier

unit=degC(const)UnitSymbol

valueFloat

5.2.30时间类(Time)基本型

形如"hh:mm:ss.sss"的时间，遵从ISO8601国际标准。通用协调时间(UTC)时区表示为

"hh:mm:ss.sssZ"o本地时区相对的UTC表示为"hh:mm:ss.sss土hh:mm"。

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5.2.31时间间隔类(Timelnterval)复合类型

两个时间点的间隔。

下表列出了Timelnterval的所有属性。

表21Timelnterval的属性

名字类型描述

startTime此间隔的起始时间。

endTime此间隔的终止时间。

5.2.32乘子单位类(UnilMullipIier)枚举型

为CIM定义的乘子单位。

下表列出了UnitMultiplier的所有字面量。

表22UnitMultiplier的字面量

字面量描述

P皮10**-12.

n纳10**9

micro微10**6

m毫10**3

c厘10**2

d十分之一10**-1.

k千10**3.

M兆10**6.

G吉10**9.

T太10**12.

none无乘子或等同于乘以1

5.2.33单位符号类(UnitSymbol)枚举型

为CIM中使用的符号单位。

下表列出了UnitSymbol的所有字面量。

表23UnitSymbol的字面量

字面量描述

VA用伏安表示的视在功率。

W用瓦特表示的有功功率。

VAr用乏表示的无功功率。

VAh用伏安小时表示的视在电量。

Wh用瓦时表不的有功电量。

VArh用乏小时表示的无功电量。

V用伏特表示的电压。

ohm用欧姆表示的电阻。

A用安培表示的电流。

F用法拉第表示的电容。

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字面量描述

H用亨利表示的电感。

degC用摄氏度表示的相对温度。在国际单位制，其符号是。C。用库仑度量的电荷符号是C。为区分摄

氏度和库仑，在UML中使用的符号是degC。不使用。C的原因是特殊字符。在软件中难以管理。

S以秒计的时间。

min以分计的时间。

h以小时计的时间。

deg以度计的平面角。

rad以弧度计的平面角。

J用焦耳表示的能量。

N用牛顿表示的力。

S用西门子表示的电导。

none无量纲数值，例如计数，标幺值等。

Hz用赫兹表示的频率。

g以克计的质量。

Pa以帕斯卡计的压力（n/m?）。

m以米计的长度。

m2以平方米计的面积。

m3以立方米计的体积。

5.2.34电压类（Voltage）数据类型

电气电压。

下表列出了Voltage的所有属性。

表24Voltage的属性

名字类型描述

valueFloat

unit=V(const)UnitSymbol

multiplierUnitMultiplier

5.3电网包（Grid）

5.3.1概述

包含所有应用共享的核心的PowerSystemResource和ConductingEquipment实体，以及这些实体的常

见的组合。并不是所有的应用都需要所有的Core实体。本包除依赖Domain包外不依赖于任何其他包，但

几乎所有其他包都依赖于该包的关联和泛化。

下图展示了类图Main。

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图2类图Core::Main这个图展示了CIM中任何应用进行电力系统建模所需的主要类。

5.3.2基准功率类(BasePower)

BasePower类定义用于标么值计算的基准功率。

下表列出了BasePower的所有属性。

表25BasePower的属性

名字类型描述

basePowerApparentPower作为基准功率的值。

aliasNameString继承自：IdentifiedObject

mRIDString继承自：IdentifiedObject

nameString继承自：IdentifiedObject

下表列出TBasePower与其4&类的所有关联端。

表26BasePower到其他类的关联端

［重数自］［重数到］名字类型描述

[0..1][0..*]DiagramObjectsDiagramObjcct继承自：IdentifiedObject

[1..1I[0..*]NamesName继承自：IdentifiedObject

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5.3.3基准电压类(BaseVoltage)

定义作为参考的一个系统基准电压。

下表列出了BaseVoltage的所有属性。

表27BaseVoltage的属性

名字类型描述

isDCBoolean如果为true,这是一个直流基准电压并且指定此基准

电压的设备必须有相关的直流处理能力。False表示交

流。

nominalVoltageVoltage电力系统资源的基准电压。

aliasNameString继承自：IdentifiedObject

mRIDString继承自：IdentifiedObject

nameString继承自：IdentifiedObject

下表列出了BaseVoltage到其他类的所有关联端。

表28BaseVoltage到其他类的关联端

［重数自］［重数到］名字类型描述

[0..1][0..*]ConductingEquipmen所有基于该基准电压的导电设备。仅当

ConductingEquipmentt没有使用电压等级容器时，才用此关

联。并且仅应用一个基准电压。例如，

不能用于变压器。

[1..1][0..*]VoltagcLcvelVoltageLevel有此基准电压的电压等级。

[0..1][0..*]TopologicalNodeTopologicalNode在此基准电压上的拓扑节点。

[0..1][0..*]TransformerEndsTransformerEnd在此基准电压上的变压器端。这个关联

对PU计算是必要的

[0..1][0..*]DiagramObjcctsDiagramObject继承自：IdentifiedObject

[1..1][0..*]NamesName继承自：IdentifiedObject

5.3.4曲线类(Curve)

一个多用途曲线或一个自变量(X轴)和多个因变量(Y轴)之间的函数关系。

下表列出了Curve的所有属性。

表29Curve的属性

名字类型