美国智能电网的标准及优先计划

关于美国智能电网标准的草案14个优先发展计划1，仪表升级标准为了支持智能电网的开发与发展，许多电力公司正在制定他们的高级测量基础设施（AMI），将对智能仪表的投资作为前期投资，并用于发展更多的智能电网应用，如用于能源管理和满足消费者参与的倡议。

这些电力公司及其管理者的关键问题是：首先，必须确保他们采用的技术具有通用性，并且符合已有的国际标准。

其次，许多电力公司想确认，他们的系统随着智能电网的发展也能够不断的更新和扩展。

为了保证智能电网的迅速发展，对原有电力装置的升级是必须的，如仪表，在某些领域是不能用其他替代也不能直接进行软件升级，必须进行更换升级。

对于现在广泛应用的具有远程下载能力的嵌入式设备，可以在其原来功能基础上升级更新。

为了促进智能仪表的发展，需要一个能够随着智能电网而升级的智能仪表的生产标准，使电力公司减少发展风险，并且能够建立一个灵活的可以随着智能电网的发展和要求而升级的系统。

NIST认为仪表的升级标准应该是第一位的。

此标准的目标是对AMI系统中包括管理者、供应商、电力公司等在内的受益者提供一个智能电表的升级标准。

NEMA接受了这一挑战，他们尽最大努力在最短的时间内制定出一套关于智能电表的升级标准。

在仪表生产商和电力公司的帮助下，这一标准将在90天之内完成。

此标准已经被NEMA’s Codes&Standards委员会通过，并且命名为智能电网标准-SG-AMI 1-2009–Requirements（智能仪表升级标准）。

为了将智能仪表的制造者和使用者联系起来，这个标准将用于智能仪表供应商，电力公司和管理者等。

最终标准可在上免费下载。

总之，完整确定标准的制定公布还需要90天左右的时间。

2．价格和生产标准的制定在智能电网中价格的制定是非常重要和复杂的。

现在急切需要一个价格和生产的标准，草案将在2010年4月完成。

这项工作引起了相关利益者和现有工作者的极大重视。

它着重于满足公用事业和计划任务的迫切需要，同时建立一个市场扩展为基础的智能电网。

这个议案将形成一个具有普遍意义的价格制定制度。

这个制度将用于供求的应用，市场交易，分布式能源资源利用，仪表通讯，和许多其他相关领域。

企业，家庭用户，电力交通工具以及电网将会受益于能源价格、产品特性、数量等相关信息的及时准确的自动获取。

价格与很多因素相关，比如：产品特性，支付时间，质量的可靠性，电能质量，以及环境和监管机制等，价格同时也受供求关系等市场因素的控制。

一个具有普遍意义的价格模式是能够将能源特性、可用性等因素转化为市场上价格的有效调整。

3．制定能源交易的常规调度机制随着能源的广泛化和可再生资源在电力比重中的增加，供应和需求的协调作用将变的越来越重要。

除了电力设备和仪器，协同作用已经渗入到企业运作、日常使用、家庭计划和市场运作。

对于智能电网和与电网相关的其他部分来说，一个计划的制定是十分必要的。

出于这种要求，NIST和其他部门调查了许多现存的相关资料。

他们对日程和事件信息如何在他们及服务部门之间传递制定了一个标准。

输出将是一个可以被纳入到价格、需求和其他方面的微型规X。

制度的整体性使制定不同领域的统一日程变的十分的方便。

草案预计在2009年底完成，他将包括在另一个PAP中指定的价格和生产标准。

4．制定配电网管理的公共信息模型（CIM）为了更好地利用风能、太阳能等可再生能源，避免这类能源在电网中到处接入，带来的电网不稳定性，创造更加稳定、高效的电网，这一标准必须抓紧制定。

这一议案为了确保新兴智能电网中目前正在许多不同电网环境中运行的配电网的新老设备的及时交换和信息的及时传递。

这个策略要求：配电一些基本功能，而他们促使智能电网变电站自动化、集中输电、设备监测、空间定位功能实现；评价现行标准；为了确保新设备通用性的共同标准。

这项工作将使数据和设备的信息与用于企业的配电网系统信息集成。

努力的重点是在北美配电网系统中已经使用的三个标准。

他们由于使用的数据模型不同而不同。

他们的整合不但促使很多新的智能电网的应用，而且减低了实施这些应用的困难。

当今，没有一个支持智能电网技术和发展的完整数据模型，其中包括：分布式能源、设备设备状态的监控数据、地理位置等。

在议案中的最初计划（尤其是通过智能电网能源示X项目赠款的和受到部门资助的计划）的制定和执行正在迅速的进行中。

5．需求侧响应信号标准由于传递模式、波形、信息的内容各种各样，所以需求侧响应价值通常被人们理解。

需求侧响应通信由价格（带有有效时间属性），电网信号（例如，包括低，中，高的事件等级），以及外界环境产生的信号（如，空气质量）。

需求侧响应信号的一致性使在智能电网XX号的传递更加准确。

智能仪表的迅速发展和分布式能源整合入网需要需求侧响应的标准。

在这个报告中，反应需求标准的重点是统一OpenADR，OpenSG，IEC TC57和NAESB的工作。

和其他受益者一起在2010年一月之前完成标准的制定。

最基本的要求是达到电力企业需求侧响应要求，同时形成一个可扩展的信号框架，允许分布式能源的进一步发展。

6．能源使用信息标准这个议案将确定数据标准，从而使消费者、消费者主导的第三方服务机构或者软件提供者从智能电网获得能量使用信息成为可能，使消费者对电力能源的使用和节约做出更好的计划。

这个数据标准能够马上实行和推广，并且益处显而易见。

他不但能够支持已经使用的月使用量信息，而且对于智能仪表能够实时显示使用量。

这个标准能够刺激服务产业和软件提供商寻找更好的方式帮助消费者掌握他们能源的使用量。

如果没有这些标准，软件开发商和电力公司将不得不一起共同面对这个不切合实际的问题。

这些标准必须尽快的制定。

加利福尼亚州和得克萨斯州已经规定，消费者在2010年能够获得这些数据。

到2009年8月这个计划将促使一个确定的标准需求，初步规X截止到2010年1月。

7．IEC 61850 与DNP3（分布式网络协议）间的映射分布式网络协议是北美电网实际上用于配电和输电的通讯协议。

但分布式网络协议还不能完全满足智能电网的功能。

智能电网必须能兼容并建立在现有的电网之上的，而分布式网络协议是它的必不可少的一部分。

2010年将完成在智能电网的标准下完成分布式网络协议的一体化的指导规X。

这个计划的重点在于在现有的分布式网络的基础上实现智能网络功能的方法。

这个计划实施的第一步是将DNP3的数据整合与新的用于变电站的交换网络和系统的IEC 61850标准一致，IEC 61850标准更适合满足智能电网的功能。

IEC 61850是一个用于变电所自动化的标准，支持监测和控制网格设备以及可再生能源。

这步叫做映射，可以实现不同系统的数据转换。

一个迫切的需求是现有的交换系统的和以DNP3为基础的分布式系统要能支持大容量的数据交换，要达到新的智能电网的容量这是必不可少的。

许多新的部署，包括智能电网部门的补助计划的基金，将需要快的，高带宽的通讯以更好的被IEC 61850支持。

2009年这些行动计划的任务包括执行不足分析来识别DNP3支持智能电网设备的程度。

在IEC 61850和其他智能电网的标准下完成分布式网络协议的一体化的指导规X将在2010出台。

8．时间同步统一时间同步是许多智能电网运用的关键，这将导致必要的真实时序运行来使智能电网对扰动有高鲁棒性，扰动可能来自现实中的一些事件，如地震，飓风或太阳能的有效性，或着来自恐怖袭击。

准确的时序协议和同步相量快速形成和测试计划在2010中期实行。

这个计划的重点在于确定智能电网的部署使用一种通用的格式和通用的对时间数据的定义以便运用时容易互换并利用信息（兼容性）。

这种方法包括确定对智能电网应用的具体要求，和输电网里用于监测的同步相量测量。

另外，这些任务覆盖协调智能电网标准对时间数据格式定义之间的差异，推进同步相量快快速形成和互用性测试，以及制定怎样达到统一时标遍及整个智能网格的指导规X。

DOE智能网格投资补助计划将资助实施用于测量同步相量的相量测量单元，这能快速的解决同步问题。

这个计划将于2009年完成的任务包括确定同步相量数据传送的要求，基于时序标准如IEEE 1588 的执行设备互用性的示X，实现同步的关键成分，解决PMU和变电所通讯标准的时间标志不同，实行时间数据互用性的示X。

一个精确的时序协议将在2010初完成，同步相量快速形成和互用性检测计划在2010中期完成。

9．电力系统的输电与配电系统模型映射要实现智能电网可靠、稳定、灵活的运行，就必须有过硬的保护措施、自动化和控制能力。

要达到这些预期的目标，就必须对现有的信息进行确认定标，已实现彼此的互操作。

这样一来，现有标准下的电力系统的输配电信息模型就必须进行相应的修改。

这些修改计划在2010年底完成。

这项计划中将制定一些策略，用于对不同电力企业环境下的标准进行整合，以此来支持实时的电网操作（继电器、断路器、变压器操作）以及用户服务、仪表数据处理和其他商业运作的后勤保障。

这项任务必须制定一个严格的时间计划，以便可以为智能电网互操作性的继续开展做好准备。

当然，智能电网互操作性的继续开展是需要联邦政府及工业部门资助的。

电力系统的建模、智能电子设备（IEDs）的多功能化以及事件预报和继电器调节标准模型的建立都将能够提高保护、控制、通信、操作和分析的效率。

2009年的任务是制定一个可以协调潜在矛盾的标准文件，同时确定智能电网中继电器调节所需的信息。

10．智能电网中的IP协议包的使用指南互联网技术在智能电网信息网络中起重要作用。

互联网角色定位、最合适的互联网标准甄别、互联网工程特别工作组“请求注解”等都是很重要的工作，它必须立即开始以及持续进行。

这项行动计划代表了IP协议包的使用方针，IP协议包是通过和的SDO委员会确定智能电网的应用区域和类型以及适用的协议。

在这种行动计划鉴别下的网络框架将会定义明显的智能电网设备以及系统的接口的一部分，在任何内在域名以及相互域名的应用上。

11．无线通讯的使用指导原则无线技术可以应用在整个带有智能电网的场地环境中，包括发电厂、输电系统、变电站、配电系统以及客户通讯中。

无线和非无线以及无线的类型，必须得在对这项技术具有最充分掌握基础之上做的。

这项工作X围就是调查针对不同智能电网应用的无线通讯的使用，智能电网的应用是通过评估长处、短处、性能、以及基于存在和显现标准的无线通讯技术。

途径就是和SDO 委员会去决定针对每个智能电网技术的应用区域和类型的特点。

结果就会用在为智能电网应用的最合适的无线通讯技术的评估上。

12．电能存储指导原则尽管还在假想阶段，储能技术会在电力网络的演化中起到越来越重要的作用，尤其会提供一种解决方案，使间歇的可再生能源的大量渗透，同时加强电网的稳定性。

确实，联邦能源调整委员会已经将储能确定为关键的智能电网技术。