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3.1 智能配电技术标准体系

3.1.1 概述

智能配电与物联网是传统电力工业技术与物联网技术深度融合产生的一种新型电力网络运行形态,具体地,就是通过赋予配电网设备灵敏、准确的感知能力及设备间互联、互通、互操作的功能,构建基于软件定义的高度灵活和分布式智能协作的配电网络体系,实现对配电网的全面感知、数据融合和智能应用,满足配电网精益化管理需求。

智能配电与物联网的建设发展,使配电网的形态、功能定位发生了改变,现有的智能配电应用技术标准难以满足技术发展要求。为了更好地支撑智能配电应用技术创新需求,亟须开展标准体系研究,制定标准体系路线图,支撑和服务智能配电与物联网创新发展。

梳理、完善智能配电与物联网领域技术标准体系,识别关键标准制修订需求,不仅可提升关键标准的适用性,加快标准化工作进度,支撑标准的推广应用,引导标准化工作有序开展,还可有效保证智能配电与物联网与电力系统、电力用户的互操作性,为参与智能配电与物联网建设的设备/器件制造商、系统集成商、配电网建设单位提供技术指导,保证智能配电与物联网建设的质量与进度,促进产业规模化发展。

与智能配电和物联网密切相关的标准化技术委员会标准体系现状如下所述。

3.1.1.1 国际标准组织

1.IEC/TC 8 SC8B(分布式电力能源系统分技术委员会)

IEC/TC 8 SC8B主要负责组织制定包括分布式能源、虚拟电厂、多能互补系统、非传统配电网在内的交流、直流及交直流混合分布式电力能源系统在建模仿真、规划设计、运行控制、试验检测及保护等方面的IEC标准,以及与相关技术委员会的沟通和协作。目前下设五个工作组,如表3-1所示。

表3-1 IEC/TC 8 SC8B已有工作组名称

截至2021年3月,该分技术委员会共发布国际标准3项,分别为IEC TS 62898-1:2017《微电网—第1部分:微电网项目规划和规范指南》、IEC TS 62898-2:2018《微电网—第2部分:操作指南》、IEC TS 62898-3-1:2020《微电网—第3-1部分:技术要求—保护和动态控制》,正在编制的标准9项,如表3-2所示。

表3-2 IEC/TC 8 SC8B目前正在编制的标准

2.IEC/TC 57(电力系统管理及其信息交换技术委员会)

IEC/TC 57下设WG3(电控协议)、WG10(电力系统IED通信及数据模型)、WG13(能源管理系统应用程序接口:EMS-API)、WG14(配电管理系统接口)、WG15(数据和通信安全)、WG16(解除管制下的能源市场通信)、WG17(微电网、分布式能源和配电自动化的IED通信和相关数据模型)、WG18(水电站的监控通信)、WG19(TC57内长期互操作)、WG20(电力线载波规划:IEC 60495和IEC 60663)、W21(与连接到电网的系统相关的接口和协议配置文件)等工作组。

IEC确定的智能电网核心标准大多由TC57负责制定,如IEC 61968、IEC 61970、IEC 62325、IEC 62351、IEC 61850系列标准,这些标准为保证智能电网互操作奠定了基础。

3.IEC/TC 120(电力储能系统技术委员会)

IEC/TC 120负责并网电力储能系统领域的标准化工作。目前IEC/TC 120已经成立5个工作组,包含储能术语工作组、单位参数和测试方法工作组、规划和安装工作组、环境问题工作组、安全事项工作组。IEC/TC 120的国内技术对口单位为全国电力储能标准化技术委员会,目前已发布IEC 62933系列标准。

4.ISO/IEC JTC1(国际标准化组织/国际电工委员会的第一联合技术委员会)

ISO/IEC JTC1成立了若干分委员会,负责云计算、物联网、人工智能、大数据方面的标准研究和制定,包括SC24(计算机图形图像)、SC27(信息技术的安全性)、SC35(用户接口)、SC38(云计算)、SC40(信息技术治理)、SC41(物联网和数字孪生)、SC42(人工智能)。其中,大数据工作组包含在SC42中。这些分委员会成立时间不久,目前主要开展系统层面(如术语、架构和用例)标准研究。

3.1.1.2 国内标准组织

1.SAC/TC 82(全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会)

SAC/TC 82主要负责全国电力系统管理及其信息交换等专业领域标准化工作,下设变电站、配电网、电网调度控制、数据与信息安全、调度计划与电力市场、电力系统动态监测、电力通信技术、战略协调8个专业工作组,对口IEC/TC 57,其中,变电站工作组对口WG3、WG10、WG17、WG18;配电网工作组对口WG14、WG17;电网调度控制工作组对口WG13;数据与信息安全工作组对口WG15;调度计划与电力市场工作组对口WG16;电力通信技术工作组对口WG20;战略协调工作组对口WG19、WG21。秘书处挂靠在国网电力科学研究院。

电力系统管理及其信息交换标准体系主要包括变电站自动化、配电网自动化、调度自动化、调度计划与电力市场、广域测量、电力物联网、电力通信、用电自动化、电网与用户接口、数据与信息安全、互操作、测试验证等方面的标准,如图3-1所示。

图3-1 电力系统管理及其信息交换标准体系

2.SAC/TC 550(全国电力储能标准化技术委员会)

SAC/TC 550主要负责电力储能技术领域国家标准制定(修订)工作,对口IEC/TC 120,秘书处设在中国电力科学研究院有限公司(简称中国电科院)。

电力储能标准体系包括基础通用、规划设计、施工验收、运行维护、检修、设备及试验、安全、技术管理等方面的标准,如图3-2所示。

图3-2 电力储能标准体系

3.SAC/TC 575

SAC/TC 575主要负责电力需求侧管理基础、需求侧设备与系统、需求侧节能与能效管理、需求侧互动与市场交易(不包含用户用电策略管理)等方面的国家标准制定(修订)工作。秘书处挂靠在南方电网科学研究院。

全国电力需求侧管理标准化技术委员会标准体系如图3-3所示。

图3-3 全国电力需求侧管理标准化技术委员会标准体系

4.DL/TC 02(电力行业电力变压器标准化技术委员会)

DL/TC 02主要负责归口管理电力变压器、电抗器、互感器和消弧线圈等设备的技术条件、运行、安装、试验方面的标准化工作。秘书处设在中国电力科学研究院有限公司。

电力变压器标准体系包括变压器,电抗器,互感器,组部件、原材料及配套设备,消弧线圈及配电设备等方面的标准化,如图3-4所示。

图3-4 电力变压器标准体系

5.DL/TC 27(电力行业信息标准化技术委员会)

DL/TC 27主要负责电力信息技术领域行业标准,以及信息编码、信息技术在电力工业中的应用标准等,下设信息资源规划设备、信息应用系统、信息运行维护、网络安全、电力通信、电力地理信息、电力北斗、电力物联网、能源互联网信息通信、电力大数据、电力遥感气象共11个专业工作组。秘书处挂靠在中国电力科学研究院有限公司。

电力行业信息标准化技术委员会标准体系主要包括12个技术领域,分别为信息通信基础通用、信息资源规划设备、信息应用系统、信息运行维护、网络安全、电力通信、电力地理信息、电力北斗、电力物联网、能源互联网信息通信、电力大数据、电力遥感气象,如图3-5所示。

图3-5 电力行业信息标准化技术委员会标准体系

6.DL/TC 30(电力行业农村电气化标准化技术委员会)

DL/TC 30主要负责农村电气化、农村电气化规划、供用电及安全、农业用电设备和风电、太阳能发电等方面的标准化工作。秘书处挂靠于中国电力科学研究院有限公司。

电力行业农村电气化标准体系主要包括农村电网建设与改造、农村电网运行与控制、农村电网安全与检修三个领域,如图3-6所示。

图3-6 电力行业农村电气化标准体系

7.NEA/TC 3(能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会)

NEA/TC 3主要负责研究电动汽车充电设施标准的体系建设、标准制定(修订)及储能装置在电动汽车上的应用等标准化工作。秘书处设在中国电力企业联合会标准化管理中心。下设无线充电工作组、大功率充电工作组、充电设施检测工作组、信息安全工作组、换电设施标准工作组、特种车辆充电设施标准工作组。

电动汽车充电设施标准体系划分为基础标准、电能补给标准、服务网络标准、建设与运行标准,如图3-7所示。

图3-7 电动汽车充电设施标准体系

8.NEA/TC 35(能源行业电力机器人标准化技术委员会)

NEA/TC 35主要负责电力机器人标准体系统筹管理、基础通用、关键部件、产品类、检验检测类、报废回收等领域的标准化工作。秘书处设在国网山东省电力公司。

电力机器人标准体系划分为基础通用标准、模块及部件标准、系统及应用标准三大部分,如图3-8所示。

图3-8 电力机器人标准体系

9.NEA/TC 42(能源行业配网系统标准化技术委员会)

NEA/TC 42主要负责能源行业配电网系统技术标准化工作,围绕配电网发展的标准化需求,开展基础通用、规划与设计(侧重于技术部分)、施工与验收、运行与维护、配电自动化系统与智能化(系统接口与通信技术除外)等方面标准和规范的制定(修订),构建配电技术标准化体系,为配电网的规划、建设、运维及管理的规范化和标准化提供支撑。秘书处挂靠在中国电力科学研究院有限公司。

能源行业配网系统标准体系主要包括配电网建设(侧重于技术部分)、施工与验收、运行与维护、自动化与智能化(系统接口与通信技术除外)、农村电气化,如图3-9所示。

图3-9 能源行业配网系统标准体系

10.CEC/TC 01(中国电力企业联合会配网规划设计标准化技术委员会)

CEC/TC 01主要负责配网规划设计标准体系的研究及配电网设计相关技术领域的标准化工作,包含配电网规划、勘测、设计等技术标准的研究、编制、审定、推广。秘书处设在国网经济技术研究院有限公司。

配网规划设计标准体系包括技术原则、系统规划、工程设计、设施布局与选型、评价五部分,如图3-10所示。

图3-10 配网规划设计标准体系

11.CEC/TC 04(中国电力企业联合会直流配电系统标准化技术委员会)

CEC/TC 04主要负责直流配电系统标准体系的研究,制定(修订)直流配电施工安装调试、运行维护检修、设备技术要求、试验检测等技术标准。秘书处挂靠在中国电力科学研究院有限公司。

直流配电系统标准体系主要分为基础通用、规划设计、交直流互联、设备选型和试验、施工及验收、并网及检测、运行维护评价、用户接入八个环节,在此基础上,增加了定义、编码导则基础通用类标准。直流配电系统标准体系如图3-11所示。

图3-11 直流配电系统标准体系

直流配电系统标准化技术委员会共组织立项1个IEC工作组、1个CIGRE工作组、23项团体标准,完成了13项团体标准的报批发布工作。

12.CEC/TC 15(中国电力企业联合会电能替代标准化技术委员会)

CEC/TC 15主要负责电能替代技术领域标准化技术归口工作,负责专门针对电能替代领域的国家标准、行业标准、团体标准及规范制定(修订)的专业管理。

电能替代技术标准体系形成了通用和专用两大类。在“双碳”目标下,完善已有电能替代技术标准体系,在通用部分中纳入术语、认定、评价、接入电网、与电网互动接口、集群控制等技术。按照建筑、工业、农业、交通四大重点领域和其他领域梳理电能替代相关技术,如图3-12所示。

图3-12 电能替代技术标准体系

13.CEC/TC 31(中国电力企业联合会人工智能标准化技术委员会)

CEC/TC 31主要开展电力人工智能标准化相关工作,秘书处挂靠在中国电力科学研究院有限公司。

CEC/TC 31围绕人工智能的通用技术、共性技术、标准数据库、标准算例、评价方法五个方面开展标准研制工作。电力人工智能标准体系如图3-13所示。

图3-13 电力人工智能标准体系

14.能源行业综合能源服务标准化工作组

能源行业综合能源服务标准化工作组负责能源综合利用、能源服务、能效监测与诊断、能源托管与运营、系统运行质量、服务质量评价等(规划设计类除外)综合能源服务领域的标准化工作,同时在综合能源供应、综合能源技术装备、综合能源建设运营和综合能源互联网+等与综合能源服务有交集的领域开展标准化工作。综合能源服务标准体系如图3-14所示。

图3-14 综合能源服务标准体系

15.SAC/TC 321(全国电力设备状态维修与在线监测标准化技术委员会)

SAC/TC 321主要负责输变电设备安全运行、维修试验及在线监测技术领域的标准化工作。秘书处挂靠在中国电力科学研究院有限公司。

电力设备状态维修与在线监测标准体系主要包括基础通用类、状态监测类、状态评价及预测类、状态检修类及设备智能化类,如图3-15所示。

图3-15 电力设备状态维修与在线监测标准体系

16.SAC/TC 564(全国微电网与分布式电源并网标准化技术委员会)

SAC/TC 564主要负责微电网与分布式电源并网的规划设计、运行维护、调度运行和试验检测等领域国家标准制定(修订)工作,对口国际电工委员会电能供应系统方面技术委员会(IEC/TC 8),由中国电力企业联合会负责日常管理和业务指导,秘书处挂靠在中国电力科学研究院有限公司。

17.SAC/TC 549(全国智能电网用户接口标准化技术委员会)

SAC/TC 549主要负责电网(运行管理、市场交易、营销管理等应用系统)、第三方服务商与用户之间的接口,以及需求响应、能效管理等智能用电服务领域国家标准制定(修订)工作,对口国际电工委员会智能电网用户接口项目委员会(IEC/PC 118),秘书处挂靠在中国电力科学研究院有限公司。

SAC/TC 549下设4个工作组,其中,架构组为第一工作组,工作范围包括术语、体系架构、总体要求、概念模型、用例分析、安全防护等内容。第二工作组为电力需求响应工作组,主要围绕需求响应系统、终端、测评及业务管理等方面开展标准化工作。

18.SAC/TC 189(全国低压电器标准化技术委员会)

SAC/TC 189负责专业范围为低压开关设备和控制设备,如低压断路器,开关、隔离器、隔离开关与熔断器组合电器,接触器、起动器、过载继电器,控制电路电器,多功能电器,自动转换开关电器、控制和保护电器,接线端子排,模数化组合电器等。秘书处设在上海电器科学研究院。

19.SAC/TC 266(全国低压成套开关设备和控制设备标准化技术委员会)

SAC/TC 266负责专业范围为低压成套开关设备和控制设备。秘书处设在天津电气科学研究院有限公司。

20.DL/TC 43(电力行业供用电标准化技术委员会)

DL/TC 43负责供用电系统规划、配电网设备及运行、配电网系统与自动化、电力营销及信息管理、电力需求侧管理、配电系统线损等领域的标准化工作。

3.1.2 智能配电应用技术标准体系架构

智能配电应用技术标准体系密切结合智能配电与物联网总体发展目标需要,并遵循系统性、继承性和开放性的原则进行构建。

1.系统性

智能配电与物联网涉及领域相对较广,需要以系统性视角,从生产制造到运维检修,从设备到系统,对智能配电与物联网领域进行多层次、多维度、多方向的划分,打造一个协调、完整的智能配电应用技术标准体系。

2.继承性

智能配电与物联网建设涵盖配电设备及物联网、配电网智能运检、配电主站、分布式电源与微电网、配电网新业务与新业态、信息通信等,而上述领域目前已有大量理论研究成果和工程实践基础。智能配电应用技术标准体系应与之相适应,继承和完善已有相关技术标准,固化新技术、新装备、新方向的研究成果。

3.开放性

随着智能配电与物联网建设的深入,配电设备及物联网、配电系统智能运维、配电主站、分布式电源与微电网、配电网新业务与新业态、信息通信等技术领域将面临许多创新需求,需要坚持“标准先行”的工作思路,持续制定或修订相关技术标准。因此,其标准体系应是一个开放、包容、可扩展的系统。

智能配电应用技术标准体系框架如图3-16所示。

图3-16 智能配电应用技术标准体系框架 kBarHsO76IoOJcfWkyvOfIvrfKLNaNWIlwqVMTilyOQ1/c/IYsOUEF8rE8J02/8N

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