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NB/T 42119.1-2017

基本信息

标准号: NB/T 42119.1-2017

中文名称:智能电网用户端能源管理系统第1部分:技术导则

标准类别:能源标准(NB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 智能 电网 用户端 能源 管理系统 技术

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标准简介

NB/T 42119.1-2017.Customer energy management system of smart grid-Part 1: Technical guide.
1范围
NB/T 42119.1提出了智能电网用户端能源管理系统概念模型、范围、功能、标准体系以及互操作性架构。
NB/T 42119.1适用于指导智能电网用户端能源管理系统规划设计、开发建设、运维及管理。
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。
GB17859计算机信息系统安全保护等级划分准则
GB/Z 32500-2016 智 能电网用户端系统数据接口一般要求
GB/Z 32501-2016智能 电网用户端通信系统一般要求
IEC 62559-2用例方法 第2 部分:用例模板定义、角色列表和需求列表
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GB/Z 32500- -2016 和GB/Z 32501- -2016所界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1表述性状态转移representational state transfer,REST
一种针对Web应用的开发风格,其设计准则为:①网络上的所有事物都被抽象为资源;②每个资源对应一个唯一的资源标识符(URI);③通过通用的连接器接口对资源进行操作;④对资源的各种操作不会改变资源标识符;⑤所有的操作都是无状态的。
REST是基于Http协议的,任何对资源的操作行为都是通过Http协议来实现。当一个URI符合REST架构风格时,这个URI被称作RESTful。
3.1.2参与者actor
通信和交互的实体。
注:参与者可以是人员、软件应用、系统、数据库,甚至可以是CEMS本身。
3.1.3多费率电价multi price tariff
分时电价、阶梯电价、实时电价等包含的多种电价。

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标准内容

ICS29.020
备案号:59896-2017
中华人民共和国能源行业标准
NB/T 42119.1 —2017
智能电网用户端能源管理系统
第1部分:技术导则
Customer energy management system of smart grid -Part l:Technical guide
2017-08-02发布
国家能源局
2017-12-01实施
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语
用户端能源管理概念模型
CEMS系统范围和发展需求
6CEMS互操作性架构
系统安全防护总体要求
参考文献
NB / T 42119.1 — 2017
NB/T 42119.1 —2017
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国电器设备网络通信接口标准化技术委员会(SAC/TC411)归口本标准起草单位:上海电器科学研究院、中国电力科学研究院、国网上海市电力公司电力科学研究院、哈尔滨工业人学、南瑞集团公司.本标准主要起草人:吴小东、蔡忠刃、日世明、佟为民、蒋超、奚培锋、史乃辉、潘明明、彭道刚、姜龙、邓素碧、占雄文、李吕、严兰、李磊、时卿卿、雷斑H
NB /T 42119.1 — 2017
用户端能源管理系统是建设智能电网的重要组成部分,为规范用户端能源管理系统建设,保证用户端设备问互操作性及用户端能源管理系统安全、可靠、高效运行,特制定《智能电网用户端能源管理系统》系列标准
NB/42119《智能电网用户端能源管理系统》计划分为以下部分:第1部分:技术导则
第2部分:主站系统技术规范
第3部分:子系统接口网关
第4部分:主站系统与子系统信息交互规范第5部分:主站系统对外数据接口规范第6部分:系统技术指标体系
第7部分:系统分级方法
第8部分:用例模板及用例集
第9部分:防护安全要求
第10部分:系统检验规范
第11部分:运行管理和维护规范第12部分:能效指标与评估导则本部分是NB/T42119的第1部分
1范围
智能电网用户端能源管理系统
第1部分:技术导则 
NB / T 42119. 1 — 2017
本部分提山了智能电网用户端能源管理系统概念模型、范用、功能、标准体系以及互操作性架构。本部分适用于指导智能电网用户端能源管理系统规划设计、开发建设、运维及管理。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,仪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。GB17859计算机信息系统安全保护等级划分准则GB/Z32500—2016智能电网用户端系统数据接口-般要求GB/Z32501—2016智能电网用户端通信系统般要求IEC62559-2用例方法第2部分:用例模板定义、角色列表和需求列表3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GB/Z32500—2016和GB/Z32501—2016所界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
表述性状态转移representational statetransfer,REST种针对Wcb应用的元发风格,其设计准则为:()网络1的所有事物都被抽象为资源:②每个资源对应个唯的资源标识符(URI);通过通用的连接器接口对资源进行操作:④对资源的各种操作不会改变资源标识符;@所有的操作都是无状态的。REST是基于Http协议的,任何对资源的操作行为都是通过Http协议米实现。当个URI符合REST架构风格时,这个URI被称作RESTful。3.1.2
参与者acton
通信和交互的实体。
注:参与者可以是人员、软件应用、系统、数据库,共至可以是CFMS本身,3.1.3
多费率电价multipricetariff
分时电价、阶梯电价、实时电价等包含的多种电价。3.1.4
局部模式local schema
子系统的数据命名空问。不同的子系统通常采用不同的数据命名空问.3.1.5
全局模式global schema
CEMS主站数据命名空间。
NB/T 42119. 1 — 2017
注:GB/Z32500一2016标准中的数据表提供了一种CEMS主站数据命名空间。3.1.6
统一资源标识符uniformresourceidentifier,URI标识某一网络资源名称的字符串3.1.7
智能电网用户端能源管理系统customerenergymanagementsystemofsmartgrid,CEMs用于智能电网用户端监控和管理能源的计算机信息化系统,注:本部分中CEMS和用户端能源管班系统均表示智能电网用户端能源管理系统。3.1.8
用例usecase
系统执行一组操作生成可观测结果的规范:这个结果通常为一个值,可由系统的一个或多个参与者或其他利益攸关方观测到。
资源resourec
通过REST风格统一接口可操作的URI可寻址对象,资源可以是CEMS主站、CEMS子系统、CEMS设备、CEMS监测仪、能源相关参数、能源服务信息等。3.2缩略语
下列缩略语适用于木文件。
CEMS:用户端能源管理系统(customerenergymanagement system)ESPEMS:能源服务商能源管理系统(encrgyscrviccprovidercncrgymanagemcntsystem)EPEMS:能源供应商能源管理系统(energyproviderenergymanagementsystem)REST:表述性状态转移(representationalstatetransfer)URI:统资源标识符(uniformresourceidentificr)4用户端能源管理概念模型
4.1概念模型图
能源供应商向能源用户提供能源,可以直接向用户提供能源服务,也可以授权能源服务商向能源用户提供能源服务:图1表示用户端内部各主体之问的关系以及各主体对外接口和通信路径。它反映了用户端能源管理系统和能源供应商、能源服务商之间的关系。4.2用户端能源管理系统(CEMS)设备组成4.2.1用户端能源管理系统包括CEMS主站、子系统接口网关、CEMS子系统、CEMS设备、CEMS监测仪以及各类CEMS通信网络。
4.2.2CEMS 主站
CEMS主站是用户端本地执行能源监控和管理的计算机信息化系统,CEMS云是其用广端主站采集、存储、处理数据并向客户端提供能源信息服务的云平台。4.2.3子系统接口网关
将CEMS子系统和CEMS设备接入主站网络的网关,具有通信协议转换,可具有数据处理功能,还可具有数据存储功能。
计算机PDA传点机手机
用户1
CEMS会
CEMS主站
通信网络)
产系统
接网关
通信网络)
CEMS子系统设备
通信网络)
4.2.4CEMS子系统
能源供应商云
能源供应商EMS
接口Awww.bzxz.net
K接口C
能源服务商云
能源服务商FMS
FSPEMS
用户2
用户端能源管理概念模型
NB/T42119.1—2017
用户。
CEMS内部具备能源数据采集、存储和管理功能并能协调或控制下级设备的装置或系统。4.2.5CEMS设备
CEMS主站监测和/或控制的底层装置:注:CEMS设备与CEMS「系统之间有时界限不明显,有些情况下CEMS设备和CEMS「系统之间可以和五转化:
示例1:单个充L桩应视作个CEMS设各。个管多个充桩的管理系统应视作CEMS了系统。示例2:个配山装置,当CEMS主站仅监测H总负截或总能翻时,可视作个CEMS设备:当该配山装置包含下属多个监测仪,CEMS主站要通过该配心装置获取下属设备数据或实施控制时,该配心装置可视作-个CEMS广系统。
示例3:个人型中央空调系统,[因为CEMS主站与其直接交五获得数据或实现操作,是用户端系统中个底层设备,所以可视作“个CEMS设备:4.2.6CEMS监测仪
CEMS内部采集、监测能源供应或能源消耗的设备,如能源表计、电流T感器等。4.2.7CEMS通信网络
GB/Z32501一2016将智能中网用广端相关的通信网络按通信参与者的不同归纳为五类:A炎通信网络是指CEMS了系统内部通信网络:B类通信网络是指了系统与了系统接口网关之间的通信网络:C奖通信网络是指了广系统接口网关与CEMS主站之间的通信网络,是CEMS内部局域网;D奖通信网络是指了用广与CEMS土站之问的通信网络;E类通信网络是指CEMS土站与外部第三方平台之间的通信网络。
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4.3能源供应商能源管理系统
能源供应商能源管理系统(EPEMS)是能源供应商管理业务的计算机信息化系统能源供应商云是能源供应商采集、存储、处理数据并向客户端提供能源信息服务的云平台:4.4能源服务商能源管理系统
能源服务商能源管理系统(ESPEMS)是能源服务提供商经营能源管理业务的计算机信息化管理系统:
能源服务商云是能源服务商采集、存储、处理数据并向客户端提供能源信息服务的云平台:4.5接口
4.5.1概述
在用户授权许可的前提下,CEMS系统内部的CEMS监测仪、CEMS设备、CEMS子系统以及CEMS主站系统可以通过接口连接外部第三方能源服务平台ESPEMS:接口的功能有通信接口转换、通信数据格式和数据名称转换、通信协议转换、数据处理、数据存储等。一个接口可以有一个或多个功能,接口可以足一个嵌入式设备,也可以是一个数据中间件软件模块。嵌入式设备接口通常安装在用户端:数据中间软件模块既可能安装在用户端,也可能安装在能源服务商平台处:接口按RESTful架构风格设计,采用URI,可以支持互联网搜索与管理。4.5.2接口类型
CEMS系统内有下列几类接口:
a)接口A:CEMS主站连接到ESPEMS的接口:b)接口B:CEMS子系统连接到ESPEMS的接口;示例:一个包含多个计量电表的配电系统连接到FSPFMSc)接口C:CEMS设备连接ESPEMS的接口:示例:一个空调设备或一个充电链设备连接到ESPFMSd)接D:CEMS监测仪连接到ESPEMS的接。注1:能源供应商的计量监测仪证常直接连接FPFMS,不经过CEMS,注2:有些能耗监测平台在用户端专门安装数据采集监测仪,不经过CFMS注3:本部分推荐CFMS采集、汇集、处理用户端能源相关数据,经山接口A接受FSPEMS请求问ESPFMS提供能耗数据,
4.6客户端
浏览、读取、设定能源管理相关信息的终端设备,包括计算机、掌I.电脑PDA、于机、电话、传真等。传递信息的形式可以是网贞、电了邮件、智能于机的第二方应用程序(APP)、微信、短信、传件、电话语音等。
4.7外部通信路径
4.7.1通信路径1
CEMS主站、CEMS了系统/设备和CEMS监测仪连接外部能源服务平台的路径如下:4
通信路径1A:CEMS主站系统到ESPEMS的路径:a)
通信路径IB:CEMS子系统到ESPEMS的路径:c
通信路径1C:CEMS设备到ESPEMS的路径:通信路径1D:CEMS监测仪到ESPEMS的路径:d
通信路径1E:CEMS主站系统到EPEMS的路径4.7.2通信路径2
ESPEMS到EPEMS的路径,
4.7.3通信路径3
CEMS主站到客户端的路径
4.7.4通信路径4
ESPEMS到客户端的路径:
4.7.5通信路径5
EPFMS到客户端的路径:
5CEMS系统范围和发展需求
5.1CEMS系统范围
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用户端能源管理系统标准(NB/T42119)的范围限丁图1中的虚线框包含的部分以及接口A,通信路径1A和通信路径3相关的内容
注:图1中的虚线框包含的部分即用户端内部的能源管理,同时虚线框中A类过信网终不在本标本讨论范围内5.2CEMS发展目标
个CEMS应具备通常能源管理系统应有的数据采集、数据处理、数据传输和数据显示等功能。随着分布式可再生能源、电力储能、电动汽车充电桩等技术的广泛应用和电力需求应、能源互联网、云计算、大数据等在商业楼宇、工矿企业、校园、任宅小区等用户端能源管理中的推广,以及电力需求侧管理、多费率电价等政策的实施,CEMS需要部分或全部满足系列新要求。对CEMS的新要求包括但不限于下列功能:a)提供监测和预警:CEMS能够从用户端、了用户、了系统各个层面支持负荷在线监测、越限预警和需量控制:
b)采集了系统数据:CEMS能够从拥有现场数据的电力监控设备、楼宇自动化、生产自动化等了系统读取数据,避免重复安装数据采集设备;接纳分布式能源:CEMS能够灵活接入光伏监控系统、风电监控系统、电动汽车充电桩等设备,c
实现互联、互通、互操作:
对接第三方平台:CEMS能够支持与需求侧管理、电力需求响应、能耗分炎分项计量等公共能d)
源服务平台的互联互通和数据交互;传递多费率电价:CEMS能够支持用户端物业管理将多费率电价政策向了用户传递,引导了用c)
户合理和经济用电;
f)面向能源互联网发展:通过对CEMS设备和信总定义统资源标识符,规范数据模型和数据接,CEMS能够支持互联网远程资源搜导与发现、数采集配置,实现设备之间的松耦合链接5
NB/T 42119.1 2017
和能源管理系统的柔性集成:
6CEMS互操作性架构
6.1互操作性架构
互操作性是指为实现业务和功能目标,不同的计算机系统、网络、操作系统和应用程序协调工作并共享信息的能力:
CEMS互操作性架构从设备层、通信层、信息层、功能层和业务层等五个层面进行考量,如图2所示.
业务层
川广端
监控点
子用产
子用户信息表
A类通信协议
子系统
CEMS主站
6.2互操作性层
6.2.1CEMS设备层
了用户
子系统档案表
B类通信协设
CEMS了系统
功能层
信息层
了系统
电力数据表
通信层
C类通信协议
D类通信协议
设备层
CEMS设备
CEMS监测仪
CEMS互操作性架构
外部需求
负荷宵
接控制
对外平合事件表
E类通信协议
通信设备
户端设备包括CEMS主站、CEMS子系统、CEMS设备、CEMS监测仪、网络基础设施(有线网络传输媒体、路出器、交换机、服务器)等。GB/Z32501一2016标准将CEMSI的设备抽象为主站子系统接口网关、子系统/设备、监测仪。原则上这些设备都可以作为智能能源网资源,通过规范统一资源接口接入五联网,通过资源搜寻、发现、身份认证、接入许可,实现与外部能源公共服务平台的耦合链接,参与用能侧与供能侧万动。6.2.2CEMS通信层
通信层主要包含参与者之间实现信息交T.的通信协议。GB/Z32501一2016将CEMS通信系统抽象6
归类为4.2.7描述的五类通信网络:NB/T42119.1—2017
GB/Z.325002016中定义了CEMS主站与子系统之问通信接口服务规范,这种方要求主站与子系统之间的关系预先确立,主站预先设有子系统档案。CEMS子系统接口网关立按REST架构风格设计,使每个子系统内部资源具有唯一的统一资源标识符(URI),CEMS主站主动问询是否要纳入CEMS管理:如果子系统决定纳入CEMS管理,则主站在子系统通过身份验证并获得许可后就可以进入子系统接口网关读取CFMS子系统/CEMS设备的白描述文件,配置采集数据。
6.2.3CEMS信息层
信息层描述功能、服务、数据采集与控制层之间所使用和交互的信息:GB/Z.325002016中定义了一系列数据表,包括子用户信息表、子系统档案表、设备档案表、监控点档案表等动态数据表,电力数据表,电量数据表、控制数据表等动态数据表,以及数据分类、行业分类、能源分类、用电分项、设备类型、用电时段分类等统一分类编码表。H中,监控点档案表是能源管理的支点,它与子用户、子系统、设备、能源分类、用能分项以及电价类别等部有关联,具有数据采集、电费统计、负荷监测、分类分项计量等关键性功能,当然,其他数据表也部是不可或缺的GB/Z.325002016构建了CFMS信息数据的命名空问,每一个信息的英文名称和巾文名称部是唯一的,这为系统内部局模式与局部模式之间的数据转换奠定了基础,也为CEMS和CEMS内的资源按照REST架构风格设计创造了条件,6.2.4CEMS功能层
CEMS通常连接和管理多个子用户和子系统,一个CFMS功能涉及CEMS管理业务、相关的物理设备、采集和交互的数据、采用的通信协议以及各操作层之问的相互关系等用例方法可用求描述CEMS业务管理目标执行过程以及系统参与者与系统之问的互动关系。6.2.5CEMS业务层
CEMS业务层对应CEMS主站软件的业务管理功能,包括表示业务管理所交互的信息,信息映射的系统结构以及业务管理模式,
CEMS业务可以包括但不限丁子用户账户管理、子用户账单管理、监控点档案管理、分时电价管理、峰平谷尖管理、需量负荷管理、需求响应管理、可再生能源管理、充电桩管理、储能管理、能效管理等7系统安全防护总体要求
用户端能源管理系统应符合相应的安全防护要求如下:a)连接外部平台开执行监测和控制的用广端能源管理系统应符合GB17859所规定的三级相关安全防护要求:其物理安全、网络安全、主机系统安全、应用安全及数据安全应按照GB/T22239三级要求执行:
b)与外部平台隔离并执行监测和控制的用户端能源管理系统应符合GB17859所规定的三级相关安全防护要求:其物理安全、网络安全、工机系统安全、应用安全及数据安全应接照GB/T22239一级要求执行:
c)与外部平台隔离、仪接受外部平台数据查询、不接受外部平台控制指令的用户端能源管理系统应符合GB17859所规定的三级相关安全防护要求;其物理安全、网络安全、主机系统安全、应用安全及数据安全应按照GB/T22239-级要求执行。7
NB/T 42119.1—2017
参考文献
[1GB/T31960-1电力能效监测系统技术规范第1部分:总则[2]IFC62559-2:2015用例方法第2部分:用例模板定义、角色列表和需求列表[3] SGAM User Manual-Applying, testing & refining the Smart Grid Architecture Model (SGAM),Version 2.0
[4】基丁RFST和IFC61970的智能电网数据集成方法[J],电力白动化设备.2012(08)8
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