《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TSEXYY电力需求响应系统数据模型技术规范XX-XX-发布 XX-XX-X实施中国电机工程学会 发布TT/CSE(/Z)XXX-YYY表188列出了EventSignal到其他类的关联端。EventSignal到其他类的关联端[重数自][重数到]名字类型描述[1..1][0..1]metricMetricDescription测点定义[1..1][1..1]intervalsCurveData包含间隔时间和曲线数据，间隔时间可以相同也可以不相同，总和应等于活动时段中持续时间，曲线数据可以表示电价也可以表示负荷[1..1][0..1]targetTarget此处指Target中endDeviceAsset。如果不为空，则表示需求响应事件（Event）中指向终端设备资产的类型，如果为空，则忽略。信号名称类（SignalName）枚举型表示信号的名称。下表列出了SignalName的所有枚举值。SignalName的枚举值字面值描述SIMPLE简单信号（用0、1、2、3表示）ELECTRICITY_PRICE电力价格ENERGY_PRICE电量价格DEMAND_CHARGEBID_PRICE申报价格BID_LOAD申报负荷BID_ENERGY申报电量CHARGE_STATE充电状态LOAD_DISPATCH负荷调度LOAD_CONTROL负荷控制信号类型类（SignalType）枚举型表示信号的类型。下表列出了SignalType的所有枚举值。SignalType的枚举值字面值描述delta有无信号两种情况下使用量的改变量。levelDR事件级别。0为不参与、1为最低限度参与、2为正常参与、3为最大限度参与multiplier应用于当前交付或使用费率的乘数price价格。priceMultiplier价格倍数。计算价格值*单位数目=扩展价格priceRelative相对价格setpoint设定值x-loadControlCapacity它指示负荷控制器在某一个水平运行，即占最大负荷消耗容量的百分比可映射到具体的负荷控制器的。。。注意1表示100%耗能。x-loadControlLevelOffset与正常运行（0是正常运行）相关的离散整型水平x-loadControlPercentOffset负荷正常运行的百分比变化x-loadControlSetpoint负荷控制器设定值需求响应报告包（DrReport）类图DrReport资源模型类（ResourceModel）说明了相同类型设备的共用测点的模型，用于描述一类设备具有的固有测点，便于在数据传输前事先对数据编码和排序。下表列出了ResourceModel到其他类的关联端。ResourceModel到其他类的关联端[重数自][重数到]名字类型描述[1..1][1..1]assetAsset用电设备/表计资产类型[1..1][0..n]metricsMetricDescription此类资产具有的测点（如对于电能表：通常的固有测点包含三相电流、电压、功率、电量等。对于中央空调主机包含有冷凝水出回水温度、冷冻水出回水温度、实时电流等。）测点元数据类（PointMetaData）描述了测量点的相关信息。下表列出了PointMetaData的所有属性。PointMetaData的属性名称类型描述rIDInteger测点ID，由测点度量和资源组成metricString测点度量（见MetricDescription）readingTypeReadingType读数类型下表列出了PointMetaData到其他类的关联端。PointMetaData到其他类的关联端[重数自][重数到]名字类型描述[1..1][0..1]reportSubjectTarget只用endDeviceAsset[1..1][1..1]reportDataSourceTarget只用resourceID、meterAsset[1..1][0..1]samplingRateSamplingRate采样周期度量单位描述类（MetricDescription）描述了度量单位的属性。下表列出了MetricDescription的所有属性。MetricDescription的属性名称类型描述metricString度量单位multiplierUnitMultiplier乘数的单位symbolUnitSymbol单位的符号读取类型类（ReadingType）枚举型读取类型的枚举值。下表列出了ReadingType的所有常量。ReadingType的常量字面值描述DirectRead直接读数Net净值Allocated计算值Estimated估计值Summed求和Derived推断值Mean平均值Peak最高值Hybrid如果是聚合，指聚合成员中的不同读表类型。Contract达成一致的费率。Projected估计值x-RMS均方根x-notApplicable不适用采样周期类（SamplingRate）表示数据采样周期。下表列出了SamplingRate的所有属性。SamplingRate的属性名称类型描述onChangeBoolean只有在数据发生变化时报送，通常用于开关量变化minPeriodDuration数据报送的最小采样周期。低于此周期的变化等待超过minPeriod时再报送maxPeriodDuration数据报送的最大采样周期。超过maxPeriod未变化的数据也报送，以防止上位机认为此测点出现故障待发报告类（PendingReport）当UN期望DN按照UN规定的报告样式报送数据时，通过此服务向DN推送报告样式，DN收到后应作为样式模板保存到本地，并列入数据报送计划。下表列出了PendingReport的所有属性。PendingReport的属性名字类型描述reportRequestIDString报告请求ID下表列出了PendingReport到其他类的关联端PendingReport到其他类的关联端[重数自][重数到]名字类型描述[1..1][1..n]reportSpecifierReportSpecifier报告样式报告样式类（ReportSpecifier）表示报告的样式。下表列出了ReportSpecifier的所有属性。ReportSpecifier的属性名称类型描述reportSpecifierIDString报表样式ID，由发起端确定唯一ID，用于后续交换报表数据的唯一标识reportNameString报告样式名称，如HISTORY_USAGEreportTypeReportType报告类型startDateTimeDateTime开始发送报告的时间endDateTimeDateTime取消报告时间，为空表示一直报告不取消backDurationDuration报告循环周期，每隔多长时间报告一次，PT0S表示只报告一次intervalDuration曲线数据之间的采样间隔（与backDuration相同时，以PointData方式传输，否则以PointCurveData方式传输）下表列出了ReportSpecifier到其他类的关联端。ReportSpecifier到其他类的关联端[重数自][重数到]名字类型描述[1..1][1..n]pointsInteger报告包含的rID列（rID见PointMetaData）报表类型类（ReportType）枚举型表示报告的类型。下表列出了ReportType的所有枚举值。ReportType的枚举值字面值描述reading读数usage用量demand需求setPoint设定点deltaUsage用量偏差deltaSetPoint设定点偏差deltaDemand需求偏差baseline基线deviation偏离度avgUsage平均用量avgDemand平均需求operatingState运行状态upRegulationCapacityAvailable上调可用容量downRegulationCapacityAvailable下调可用容量regulationSetpoint设定值规则storedEnergy储能值targetEnergyStorage目标储能值availableEnergyStorage可用储能值price价格level等级powerFactor功率因数percentUsage用量百分比percentDemand需求百分比x-resourceStatus扩展资源状态测点报告数据类（PointData）描述了测量点的瞬时或某一时刻的数据。下表列出了PointData的所有属性。PointData的属性名称类型描述rIDInteger数据对应的测点和资源（由PointMetaData定义）valueFloat值timestampDateTime时间qualityDataQuality质量标志数据类（Data）含有时间戳及质量标志的数据。下表列出了Data的所有属性。Data的属性名称类型描述valueFloat值timestampDateTime值的采样时间qualityQualityType质量标志，默认为空质量类（QualityType）枚举型表示监测或采集数据的质量。下表列出了QualityType的所有枚举值。QualityType的枚举值字面值描述good完整failure失效oldData旧数据outOfRange超出范围overFlow溢出suspect可疑的estimatorReplaced估计值（非实测，用于代替监测值）operatorBlocked操作受限oscillatory震荡test测试数据测点曲线数据类（PointCurveData）描述了测量点的曲线数据。下表列出了PointCurveData的所有属性。PointCurveData的属性名称类型描述rIDInteger数据对应的测点和资源（由PointMetaData定义）下表列出了PointCurveData到其他类的关联端。PointCurveData到其他类的关联端[重数自][重数到]名字类型描述[1..1][0..1]regularRegularCurve（继承自：CurveData）[1..1][0..1]irregularIrregularCurve（继承自：CurveData）曲线数据类（CurveData）表示一组曲线数据。下表列出了CurveData到其他类的关联端。CurveData到其他类的关联端[重数自][重数到]名字类型描述[1..1][0..1]regularRegularCurve规则曲线，数据间隔时间相同[1..1][0..1]irregularIrregularCurve不规则曲线，数据间隔时间不规则规则曲线类（RegularValue）在一段时间内按照相同时间间隔测量，用测量值绘制出的曲线。下表列出了RegularValue的所有属性。RegularValue的属性名称类型描述dtstartDateTime开始时间periodDuration曲线数据两个值之间的采样间隔。如开始时间是00:00，采样间隔15分钟，则第一个数据是00:00，第二个数据是00:15，第三个数据是00:30，依次类推array[]BooleanIntegerFloat存储值的数组，可以是整数、浮点数或布尔值。数组内存储的数据类型必须相同，即要不全部是浮点数，要不全部是布尔值，不能混合存储。不规则曲线类（IrregularCurve）按照不规律的时间间隔记录数据而形成的曲线。下表列出了IrregularCurve到其他类的关联端。IrregularCurve到其他类的关联端[重数自][重数到]名字类型描述[1..1][0..n]valuesData数据需求响应参与退出包(DrOpt)类图DrOpt选择参与/退出类型（OptType）枚举型表示参与或退出。下表列出了OptType的所有枚举值。OptType的枚举值字面值描述optIn参与事件optOut退出事件选择原因（OptReason）枚举型表示电力用户或需求响应聚合商用户选择参与或者退出的原因。下表列出了OptReason的所有枚举值。OptReason的枚举值字面值描述economic经济性原因emergency紧急性原因mustRun必须执行notParticipating不参与outageRunStatus设备停运，无参与能力overrideStatus被动执行participating参与x-{userDefined}支持扩展，由用户自定义有序用电包(ConsumptionOrder)下图是有序用电包的类图。类图ConsumptionOrder有序用电方案类(ConsumptionOrderPlan)下表列出了ConsumptionOrderPlan的所有属性。ConsumptionOrderPlan的属性名称类型描述mRIDString主标识nameString名称subjectString主题yearInteger年度numberString编号，人可读的标识statusString状态descriptionString说明attechmentURLString附件地址下表列出了ConsumptionOrderPlan和其他类的所有关联端。ConsumptionOrderPlan和其他类的所有关联端[重数自][重数到]名字类型描述[0..*][1]RegionGeographicRegion区域[1][0..*]BeyondPlanOutageOrderBeyondPlanOutageOrder[1][0..*]ShiftPeekOrderShiftPeekOrder超计划限电序位类（BeyondPlanOutageOrder）下表列出了BeyondPlanOutageOrder的所有属性。BeyondPlanOutageOrder的属性名称类型描述mRIDString主标识dayString日期（周日、周一、…）orderInteger序位descriptionString说明下表列出了BeyondPlanOutageOrder和其他类的所有关联端。BeyondPlanOutageOrder和其他类的所有关联端[重数自][重数到]名字类型描述[0..*][1]ConsumptionOrderPlanConsumptionOrderPlan[0..*][1]LineLine错避峰用电安排类（ShiftPeekOrder）下表列出了ShiftPeekOrder的所有属性。ShiftPeekOrder的属性名称类型描述mRIDString主标识loadFloat错峰负荷periodDuration错峰时段descriptionString说明下表列出了ShiftPeekOrder和其他类的所有关联端。ShiftPeekOrder和其他类的所有关联端[重数自][重数到]名字类型描述[0..*][1]ConsumptionOrderPlanConsumptionOrderPlan[0..*][1]CustomerCustomer有序用电通知类（PlanConsumptionOrderNotification）下表列出了PlanConsumptionOrderNotification的所有属性。PlanConsumptionOrderNotification的属性名称类型描述mRIDString主标识startDateTimeDateTime预计有序用电开始时间endDateTimeDateTime预计有序用电结束时间loadFloat错峰负荷quantityFloat错峰电量下表列出了ShiftPeekOrder和其他类的所有关联端。ShiftPeekOrder和其他类的所有关联端[重数自][重数到]名字类型描述[0..*][1]CustomerCustomer有序用电执行类（ConsumptionOrderExecution）下表列出了ConsumptionOrderExecution的所有属性。ConsumptionOrderExecution的属性名称类型描述mRIDString主标识startDateTimeDateTime有序用电开始时间endDateTimeDateTime有序用电结束时间typeString有序用电类型outLimitloadFloat超限额部分的负荷outLimitQuantityFloat超限额部分的电量maxLoadFloat当日实际的最大负荷totalQuantityFloat当日使用的累计电量operateModeString远程停电、现场停电下表列出了ConsumptionOrderExecution和其他类的所有关联端。ConsumptionOrderExecution和其他类的所有关联端[重数自][重数到]名字类型描述[0..*][1]CustomerCustomer线路强制限电类（LineForcedOutage）下表列出了LineForcedOutage的所有属性。LineForcedOutage的属性名称类型描述mRIDString主标识startDateTimeDateTime限电开始时间endDateTimeDateTime限电结束时间reasonString限电原因loadFloat限电负荷quantityFloat影响电量下表列出了LineForcedOutage和其他类的所有关联端。LineForcedOutage和其他类的所有关联端[重数自][重数到]名字类型描述[0..*][1]LineLine有序用电预警类（ConsumptionOrderWarning）下表列出了ConsumptionOrderWarning的所有属性。ConsumptionOrderWarning的属性名称类型描述mRIDString主标识dateDate预警日期periodDuration时段forecastMaxLoadString预测最大需求负荷supplyLoadFloat可提供负荷gapLoadFloat负荷缺口gapLoadRateFloat负荷缺口率forecastMaxQuantityFloat预测最大需求电量supplyQuantityFloat可提供电量gapQuantityFloat电量缺口gapQuantityRateFloat电量缺口率warningLevelString建议预警等级下表列出了ConsumptionOrderWarning和其他类的所有关联端。ConsumptionOrderWarning和其他类的所有关联端[重数自][重数到]名字类型描述[0..*][1]RegionGeographicRegion区域信息交换机制信息交换方式表述性状态传递表述性状态传递（RepresentationalStateTransfer,REST）作为常用的基于HTTP1.1的远程调用方式，具有明显的简洁优势，采用REST可以减少软件系统对硬件计算资源的依赖。消息队列遥测传输消息队列遥测传输（MessageQueuingTelemetryTransport，MQTT）属于即时通信协议，是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、不可靠网络的远程传感器和控制设备通信而设计的协议。其他本规范包含上述交换方式，但不限制电力需求响应系统开发者使用其他交换方式。信息交换原则电力需求响应系统与电力企业内部系统、电力市场、政府监管系统间信息交互典型场景。为满足上述信息交互场景下的不同系统。系统/终端间使用REST、MQTT等信息交换的方式的要求，需要遵循以下原则：交换的信息内容由第5章信息交换模型规定的信息类载体，REST、MQTT等信息交换方式在此基础上做适当调整和封装；电力需求响应系统与信息系统通信建议采用优先REST，与需求响应终端优先实现MQTT。Q/GDWXX-XXX—2012-1XXXX附录A:电力需求响应系统信息交换典型场景（资料性）电力企业是电能供应主体，也是需求响应的管理主体，需求响应管理系统是电力企业开展需求响应的主要平台。场景一：需求响应管理系统与电力企业内部系统的信息交换需求响应系统从调度管理系统获取电网拓扑、负荷模型、运行数据、电力需求预测及电力电力平衡等数据，使用电网包、负荷模型包、量测包、市场包的模型。需求响应系统从营销管理系统获取客户、表计、计量点数据，使用客户包的模型。需求响应系统向营销系统提供有序用电方案及执行情况，使用有序用电包的模型。需求响应系统从计量管理系统获取电量数据，使用客户包、量测包的模型。场景二：需求响应管理系统与需求响应监管系统的信息交换需求响应系统向需求响应监管系统提供电网拓扑、客户、有序用电、需求响应报告等数据，使用电网包、客户包、有序用电包、需求响应报告包的模型。场景三：需求响应管理系统与电力市场交易中心的信息交换需求响应系统从电力市场交易中心获取预测电价曲线、实际电价曲线使用市场包的模型。需求响应系统向电力市场交易中心提供需求响应事件、需求响应参与退出情况，使用需求响应事件包、需求响应参与退出包。场景四：需求响应管理系统与需求响应聚合系统的信息交换需求响应系统与需求响应聚合系统协作完成需求响应完整过程，包括注册、需求响应事件发布、需求响应参与退出、需求响应执行上报，使用需求响应注册包、需求响应事件包、需求响应报告包、需求响应参与退出包的模型。场景五：需求响应管理系统与需求响应终端的信息交换需求响应系统与需求响应终端协作完成需求响应完整过程，包括注册、需求响应事件发布、需求响应参与退出、需求响应执行上报，使用需求响应注册包、需求响应事件包、需求响应报告包、需求响应参与退出包的模型。电力需求响应系统数据模型技术规范编 制 说 明目次TOC\o"1-1"\h\z\u1编制背景 22编制主要原则 23主要工作过程 34标准结构和内容说明 45标准水平说明 51编制背景本标准是根据粤电机字[2016]035号文，“关于下达2017年制订、修订标准计划项目的通知”下达的制定任务，项目序号201702280021对“电力需求响应系统数据模型技术规范标准”进行制定的。由广东电网有限责任公司信息中心、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、广东工业大学、广东卓维网络有限公司和广东电网有限公司信息部单位负责起草。电力需求侧管理系统特点是服务对象广，牵涉层面多。该系统涉及到政府、电网公司、用户、发电厂和节能公司等多方用户，也涉及到这些不同用户的系统间的数据交互和集成。虽然南方电网公司建立了电力需求侧管理系统，但是系统间的集成和交互仍然是通过点对点的方式，逐一集成，缺乏统一的数据模型和规范，也缺乏彼此集成的规范。随着智慧能源应用的深化，电力需求响应系统采用技术路线繁多，不利于与相关系统之间的业务协同、数据共享，难以适应未来系统互联网化的发展趋势。本标准旨在规范电力需求响应系统的数据模型设计，统一数据标准，为离散的电力需求响应系统与相关系统间的数据集成与业务交互奠定技术基础，形成以电力为核心的数字化电力需求侧数据模型，以数据驱动相关系统的集成建设，最终支撑综合能源的多能互补与集成优化。2编制主要原则2.1基于IECCIM标准开展编制参考并基于IEC61970、IEC61968标准中公共信息模型（CommonInformationModel，CIM）。编制适应电力需求侧响应标准的数据模型规范。CIM包含了电力自动化、电力信息化领域的核心数据模型，作为国际标准其应用范围日益广泛，并被多个国家引用为电力行业的基础标准。因此本次研究需要以CIM标准为基础，结合电力需求侧响应调研的实际需求，将相关需求进行数据抽象化，然后按照CIM框架，通过对类、属性或者关系的增加或调整，完成数据模型的构建。数据模型需要根据实际情况计划采用面向对象的统一建模语言（UML）描述。其中的各个类互相联系，构成网状的类间关系，易于对象访问。在此基础上，按照中国电机工程学会对于技术标准的相关要求，编写电力需求响应的技术标准。2.2深入调研充分吸收现有相关成果电力需求响应系统数据规范的制定，涉及到电力需求侧多方面的市场主体，包括政府、供电企业、电力用户等，同时涉及众多相关系统。要保证项目的质量，就需要做好各市场主体的调研工作，切实把各市场主体在电力需求侧市场中所需要的数据信息全面的梳理出来，为后续的数据模型建立和规范编制奠定坚实的基础。同时国内外已经有相关发布的相关标准，包括：GB/T32672-2016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、GB/T31960.1-2015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：配电公共信息模型和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等。因此需要吸收相关的标准成果，遵循国家和行业标准。2.3切实保障标准后续的可推广性电力需求响应系统目前已经在部分地方上线运行，因此需要充分研究相关系统的业务需求，提炼出核心关键的公共信息，从而确保各系统能通过本规范实现数据的交互。从编制规范开始就应充分研究相关的国家标准和行业标准，并保持与相关标准的衔接和兼容，确保本标准具有普适性，保障标准后续的推广。3主要工作过程2017年1月7日，广东电网有限责任公司信息中心由黄剑文教授级高级工程师牵头，结合广东电力需求侧响应管理中遇到的相关系统间信息交互困难的问题，组织华南理工大学、广东工业大学、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司和广东卓维网络有限公司等相关专家进行研讨。研讨会后，提出了开展“电力需求响应系统数据模型规范”编制的意向，同时组织相关单位开始编写标准项目立项申请书。2017年2月28日，广东电网有限责任公司信息中心牵头组织中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、广东工业大学、广东卓维网络有限公司和广东电网有限公司信息部完成项目立项申请书，提交到中国电机工程学会电力信息化专委会。在2017年5月3日通过中国机电工程学会电力信息化专委会团体标准立项视频审查会，专委会予以立项，下达标准项目任务书。自2017年*月*日，广东电网有限责任公司信息中心组织中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、广东工业大学、广东卓维网络有限公司和广东电网有限公司信息部正式成立项目组，明确项目人员及职责，制定项目计划，召开项目启动会，正式启动项目。2017年2月-2017年8月，项目组开展了相关资料的收集和研究工作，并分三个小组分别赴佛山、珠海、北京、深圳、宁波和成都等地，就电力需求侧管理、园区综合能源管理和电力交易市场等业务和系统建设开展了调研工作。项目组在佛山市政府项目组调研了电力需求侧管理平台；在珠海横琴岛调研了珠海供电局正在开展的“互联网+”智慧能源需求响应子模块”建设情况；在北京清华能源学院调研了综合能源能量管理系统技术体系；在深圳华为基地调研了华为云计算体系；在宁波供电局调研了新能源云监控平台等。通过现场的调研收集了相关的业务需求，学习了近期系统的建设成果，为后续的标准编制奠定了良好的基础。珠海、佛山的调研现场项目组在2017年12月完成了标准大纲和前言、范围、规范性引用文件、术语和定义部分的初稿编制，组织相关专家就初稿进行了内部审查，通过了标准大纲审查，开展后续标准编制工作。项目组在2018年9月10日完成了规范初稿。2018年10月15日，广东电网有限责任公司信息中心在广州主持召开了电力需求响应系统数据模型技术规范研讨会。会议邀请华南理工大学、中山大学、南网科研院、广州海颐软件有限公司、广州信安数据有限公司、广电信息中心等单位（公司）的教授与行业专家参会。与会专家就项目组提交的《电力需求响应系统数据模型技术规范-初稿》进行了研讨。会议上专家认为研讨会专家组认为项目组提交的成果满足项目任务书要求，同意规范可作为征求意见稿上报中国电机工程学会，同时专家也提出6条建议。项目组将6条建议完善后，形成征求意见稿，在2018年10月16日提交中国电机工程学会。2018年10月17日，项目组赴北京参加中国机电学会组织的CSEE标准项目进展情况审查会，汇报了项目进展及标准征求意见稿，形成标准送审稿。4标准结构和内容说明本技术规范结构分六个章节：第一章节范围、第二章节规范性引用文件、第三章节术语和定义、第四章节符号、代号和缩略语、第五章节数据模型、第六章节信息交换机制和资料性附录。本技术规范核心章节为第五章节数据模型和第六章节信息交换机制，数据模型整体框架如下图。数据模型主要由域