GBT 45388.2-2026 工业过程测量、控制和自动化 第2部分：物联网 工业设施需求响应能源管理应用框架标准立项发展报告

工业过程测量、控制和自动化第2部分：物联网工业设施需求响应能源管理应用框架GB/T45388.2-2026标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Industrial-processmeasurement,controlandautomation—Part2:InternetofThings—Applicationframeworkfordemandresponseenergymanagementinindustrialfacilities摘要随着全球能源结构转型与“双碳”目标（碳达峰、碳中和）的深入推进，工业领域作为能源消耗与碳排放的重要主体，其能源管理效率的提升已成为国家战略关注焦点。需求响应技术通过引导用户侧灵活调节用电负荷，是缓解电网供需矛盾、提升可再生能源消纳能力的关键手段，而物联网技术的迅猛发展则为工业设施需求响应的精细化、智能化实现提供了坚实的技术底座。然而，长期以来，我国在工业设施需求响应能源管理领域缺乏统一的国家标准，导致系统架构异构、接口协议不一、数据交互困难，严重制约了规模化推广与跨系统互联互通。在此背景下，GB/T45388.2-2026《工业过程测量、控制和自动化第2部分：物联网工业设施需求响应能源管理应用框架》应运而生。该标准由中国国家标准管理委员会于2026年7月2日正式发布，并将于2027年2月1日实施。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制原则、核心技术内容与预期应用效益，结合国内外相关标准现状与行业发展趋势，系统分析该标准对规范市场秩序、推动产业升级的重要支撑作用，为相关企事业单位在实施与推广该标准时提供参考与指引，并展望了其在新型电力系统与智能制造深度融合背景下的发展前景。关键词：需求响应；工业物联网；能源管理；应用框架；国家标准；智能化Keywords:DemandResponse;IndustrialInternetofThings(IIoT);EnergyManagement;ApplicationFramework;NationalStandard;Intellectualization一、引言1.1立项背景与意义随着我国经济社会发展进入新常态，能源需求刚性增长与资源环境约束的矛盾日益突出。2020年9月，我国在第75届联合国大会上明确提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的战略目标。工业部门作为我国能源消费的主体，其能耗占比长期维持在60%以上，是实现“双碳”目标的“主战场”。与此同时，以新能源为主体的新型电力系统建设正加速推进，风电、光伏等间歇性可再生能源的大规模并网对电力系统的灵活调节能力提出了更高要求。需求响应作为需求侧管理的重要机制，通过价格信号或激励措施引导用户主动调整用电行为，能够有效缓解“源-网-荷”之间的结构性矛盾。然而，传统的工业能源管理往往是“单机版”的孤岛式管理，缺乏与电网侧的信息交互与协同控制能力，难以适应新形势下精细化、实时化、智能化的需求响应要求。近年来，物联网技术（IoT）在工业领域的深度渗透催生了工业物联网（IIoT）的新范式。通过部署海量传感器、智能终端与边缘计算节点，工业设施内的生产设备、用能系统、储能装置等实现了全面感知与互联互通，为开展高时效性的需求响应提供了数据基础与执行手段。但与此同时，市场上涌现出大量技术路线各异、协议接口封闭的需求响应系统方案，系统彼此孤立、功能参差不齐，“碎片化”问题严重制约了产业规模化进程。在此时代背景下，制定统一的国家标准以规范工业设施中基于物联网的需求响应能源管理应用架构，已成为促进产业健康发展的迫切需要。GB/T45388.2-2026正是在国家标准化管理委员会的统一部署下，响应国家“双碳”战略与产业升级要求而制定的关键基础性技术标准。1.2与IEC62325等国际标准的衔接关系在框架设计层面，本标准的能源市场交互模型参考了IEC62325系列标准中关于市场通信与能源调度信息模型的核心理念，确保了与电力市场侧的语义一致性；而在工业过程测量与控制的技术底座层面，本标准与IEC62443（工业通信网络安全）、IEC62541（OPCUA统一架构）等现有工业自动化标准体系保持兼容，继承其安全模型与信息建模方法，从而保障了标准的广泛适用性与产业承接的平稳性。在指标设置和试验方法上，本文件未采用对特定通信技术或平台产品进行优劣排序的做法，而是以功能完备性、一致性测试和安全性合规性作为评判依据。1.3标准基本信息GB/T45388.2-2026《工业过程测量、控制和自动化第2部分：物联网工业设施需求响应能源管理应用框架》经国家标准化管理委员会批准发布，发布日期为2026年7月2日，实施日期为2027年2月1日，标准状态为“未生效—即将实施”。标准分类号为工业自动化系统（N10），由中国标准出版社出版发行。该标准属于GB/T45388系列标准的第2部分，围绕“应用框架”这一层面构建物联网环境下的工业需求响应能源管理标准化支撑体系。二、标准范围与核心定位2.1适用范围本标准规定了基于物联网的工业设施需求响应能源管理应用框架，包括系统组成、分层架构模型、功能模块要求、数据交互机制及信息安全要求等内容。具体适用范围包括：-各类工业制造场所的能源管理系统规划、设计、建设与改造，尤其是重点用能行业中的需求响应能力建设；-各行业领域工业物联网平台与能源管理系统的集成开发与接口设计；-面向电网需求响应指令的工业用户侧系统功能设计、业务交互流程规范化；-相关软硬件产品（如智能网关、边缘控制器、能效监测装置等）的研发、选型及检测认定。该标准适用于流程性工业（如石化、冶金、建材）与离散型工业（如汽车制造、电子、机械加工）中具备一定自动化基础与网络通信条件的设施场景。对于新建工程，该标准用于指导系统规划设计；对已建成并投运的生产设施，该标准可作为升级改造方案设计的技术依据。2.2边界限定由于工业设施中的需求响应业务涉及电网运行调度、电力市场交易、信息安全与生产安全等多域交叉，为避免标准间的责任冲突，本标准的适用范围做了明确的边界限定：其一，本标准聚焦于工业用户侧（即“厂区围墙内”）的系统功能与接口框架，面向电网侧调度主站与电力市场交易系统的通信协议不在本文件的研究范围内，仅以接口约束形式加以定义；其二，工业设施内的工艺流程优化、生产计划排程等生产管理功能不属于本标准调节的对象，但需求响应计划须与生产管理系统进行必要的信息交互，该交互机制被纳入本标准的数据交互技术要求中。三、标准制定的原则与依据3.1编制原则（1）统一性与协调性：遵循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》的规定，在结构编排、条款表述和编号规则上保持与国家标准体系的一致性。同时注重与GB/T45388系列标准其他部分的衔接与配套，形成有机整体。（2）先进性与可扩展性：充分考虑当前物联网、云计算、边缘计算、数字孪生等技术在工业能源管理领域的最新发展趋势，在框架设计上预留系统功能扩展与新技术融合的接口空间。（3）实用性与可操作性：标准框架的构建注重从工程应用出发，各功能模块的划分与定义应便于工程技术人员理解、落地实施与运行维护，避免过度抽象化的理论概念。（4）安全性与可靠性：将信息安全作为框架设计的基础性约束条件，参照《中华人民共和国网络安全法》《中华人民共和国数据安全法》等法律法规的合规要求，建立覆盖感知层、网络层、平台层和应用层的纵深安全防护体系。3.2标准制定的政策依据与行业基础本标准的制定受到一系列国家政策与行业规划的引导和支撑，其中关键的指导性文件之间的关系可梳理如下：|政策/文件名称|发布部门|对本标准的影响维度|关联要点||:---|:---|:---|:---||《“十四五”工业绿色发展规划》|工业和信息化部|目标导向|明确实施工业领域节能降碳重点工程，推进能源管理信息化建设||《电力需求侧管理办法（2023年版）》|国家发展改革委等|业务需求定义|鼓励工业企业主动参与需求响应，提升用能柔性调节能力||《“十四五”智能制造发展规划》|工业和信息化部等八部门|技术架构融合|推动物联网、数字孪生等技术在工厂能碳管理中的集成应用||《物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021—2023年）》|工业和信息化部等八部门|技术支撑|部署泛在感知网络，推动工业互联网与物联网融合发展||GB/T45388.1|国家标准化管理委员会|体系衔接|本部分（第2部分）与之配套，共同构成系列标准|这些政策与基础标准共同构成本标准编制的外部驱动力与上位依据，使得本标准的框架设计与功能定义既具备明确的政策响应性，又在国标体系中保持协调一致，避免重复与冲突。四、标准核心技术内容详解4.1术语与定义标准对需求响应（DemandResponse,DR）、工业物联网（IndustrialInternetofThings,IIoT）、需求响应服务方、需求响应执行机构、响应基线（Baseline）、调节潜力、可中断负荷、柔性负荷等关键术语进行了规范定义，统一了各方在系统建设与运营过程中的语义理解。例如：-需求响应：电力用户根据电网运行需要或市场价格信号，主动改变固有用电模式的行为。-响应基线：在未实施需求响应的情况下，用户按历史运行规律预期产生的用电功率曲线基准值。-柔性负荷：在生产工艺允许范围内可进行功率调整或时序迁移的用电设备集合。4.2系统参考架构标准提出了一种“四层两域”的物联网需求响应能源管理参考架构体系。“四层”由下至上依次为：（1）感知控制层——由各类智能传感器、智能电表、采集终端、控制执行机构等组成，承担用能数据的实时采集、设备状态监测，以及需求响应指令的最终物理执行等基础功能。（2）网络传输层——依托工厂内网（如工业以太网、5G专网、Wi-Fi、NB-IoT等异构网络）实现感知数据的上行传输和调度指令的下行分发，在有较高实时性要求的场景中支持边缘计算节点的就近部署。（3）数据融合层——包含物联网平台、数据中台或边缘数据中心，承担多源异构数据的汇聚清洗、标准化处理、存储管理等基础功能。该层实现OT数据与IT数据的有机融合，向上层应用提供统一的数据服务接口。（4）应用决策层——承载需求响应潜力分析、策略优化编制、响应效果评估、信息可视化展现等功能模块，是面向最终用户的业务功能集合。“两域”即贯穿纵向分层体系的管理域与安全域：管理域涵盖系统的运维管理、设备管理、策略配置与计量计费等支撑功能；安全域则从物理安全、网络安全、数据安全与应用安全等多个维度构建纵深防御体系。各层之间通过标准化接口协议实现信息交互，层间接口的规范化封装是保障异厂商设备间互操作性的关键。4.3功能模块框架标准将需求响应能源管理系统的功能划分为以下核心模块：1.数据采集与监控模块（SCADA）：实现对厂区内电、水、气、热等多种能源介质的实时数据采集、监视与预警；2.用能分析与能效诊断模块：开展能耗分项计量、能效对标分析、异常用能识别等深度数据挖掘工作；3.需求响应潜力评估模块：基于设备的可调特性与生产工艺约束条件，评估各用能环节可削减负荷与可转移负荷的响应潜力，建立需求响应资源库；4.策略编制与优化决策模块：综合考虑电网调度指令、实时电价、生产计划与舒适度等多重因素，生成最优需求响应执行策略；5.响应执行与过程控制模块：依据优化策略自动生成设备控制指令，实现对暖通空调系统、空压机组、大型电机等可调负荷的精准控制；6.效果评估与结算辅助模块：计算实际响应量与响应基线之间的偏差，评估响应合格率与贡献度指标，为参与电力辅助服务市场结算提供数据支撑；7.信息发布与交互模块：为运维人员及管理层提供可视化监控界面与报表工具，并与上级调度系统实现信息交互。4.4需求响应业务交互流程标准规范了工业设施参与需求响应的完整业务闭环流程：日前/日内通知→响应能力申报→指令接收与确认→内部策略分解→执行与监测→效果评估与结算。对于每一环节的参与主体职责、时序关系、信息交互内容与接口格式要求，标准均作出明确约定。例如在“内部策略分解”环节，标准明确系统需综合考虑产线优先级、设备启停代价与恢复时间等约束条件，自动将总响应目标量分解为可执行到具体设备或产线的操作指令序列。4.5信息安全与网络安防要求鉴于工业控制系统的安全敏感性，标准设立了专门条款对需求响应系统应遵循的信息安全基线与纵深防御要求予以规定：-系统安全防护须满足GB/T22239-2019《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》中第三级及以上的安全能力要求；-工业控制通信协议须融合数据加密、身份认证与完整性校验机制，防止指令被伪造或篡改；-控制网络的远程访问与运维操作须采用双向认证技术、最小权限分配原则，相关过程行为须具备完整审计能力。上述安全措施之间相互组合，覆盖了电力监控系统安全防护要求中的“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”十六字基本方针。五、主要起草单位介绍5.1牵头单位概况本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124）归口管理。SAC/TC124是我国工业自动化领域标准化工作的核心技术组织，秘书处设于机械工业仪器仪表综合技术经济研究所，主要负责工业过程测量、控制和自动化领域的国家标准与行业标准的制修订工作。该委员会长期跟踪IEC/TC65（工业过程测量、控制和自动化）国际标准化动态，在工业物联网、功能安全、信息安全、智能制造等前沿方向积累了深厚的标准化研究基础。5.2核心起草单位——机械工业仪器仪表综合技术经济研究所作为秘书处承担单位及标准第一起草单位，机械工业仪器仪表综合技术经济研究所（简称“仪综所”）在标准编制过程中发挥了主导作用。仪综所成立于1980年，是国务院国资委举办、中国机械工业联合会代管的国家级科研院所。仪综所在标准研制中的具体贡献包括：-基础研究支撑：依托其承担的国家重点研发计划“物联网与智慧城市关键技术及示范”等专项课题，积累了丰富的工业物联网体系架构与应用场景研究经验。研究团队通过深入调研石化、钢铁、汽车等典型行业的需求响应业务模式，为标准中架构模型与功能框架的提炼提供了扎实的实证依据。-组织统筹与文本编制：组织国内二十余家产学研用单位组成标准起草工作组，统筹各编制单位的任务分工与进度安排，负责标准草案的框架设计、逐条编写及送审稿的修改完善，先后举办专题研讨会十余场，累计收集处理反馈意见数百条。-试验验证条件支持：依托其建设的“工业物联网与智能制造验证试验室”，对标准中定义的关键接口协议与功能流程进行了半实物仿真验证，保证了技术指标的合理性与可实施性。5.3其他主要参编单位标准起草工作组还汇聚了来自国内能源管理与工业自动化领域的骨干力量，主要参编单位包括：-清华大学（电机工程与应用电子技术系）：承担需求响应潜力分析与市场机制相关的理论基础研究工作；-上海仪器仪表自控系统检验测试所有限公司：参与试验验证方法与检测规范制定，为后续的符合性测试提供依据；-中国电力科学研究院有限公司：提供电网侧需求响应业务交互流程的一手研究数据与业务场景输入；-国家电网有限公司（营销部）：从电网实际运营的视角对系统接口交互机制提出了优化建议；-中国石油化工集团有限公司：作为流程性工业用户的代表，结合炼化企业高耗能装置的需求响应工程实践验证了标准的适用性；-华为技术有限公司：提供了工业物联网通信解决方案与平台侧架构设计的工程经验。六、标准实施的意义与预期