1 適用范圍

本規(guī)范規(guī)定了新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)微網(wǎng)數(shù)據(jù)接入的相關(guān)要求，涵蓋了數(shù)據(jù)通信架構(gòu)、數(shù)據(jù)交互、安全防護(hù)、數(shù)據(jù)范圍和形式等內(nèi)容，新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)接入的單個(gè)微網(wǎng)資源需要僅有一個(gè)營(yíng)銷戶。本規(guī)范適用于國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司、承擔(dān)新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)和微網(wǎng)建設(shè)的研發(fā)及實(shí)施單位。

2. 微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括提供基本支持服務(wù)的軟硬件平臺(tái)，以及保證微網(wǎng)內(nèi)發(fā)電、配電、用電設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的應(yīng)用軟件。

2.1 云云互聯(lián)

云云互聯(lián)是指云計(jì)算平臺(tái)與云計(jì)算平臺(tái)之間的連接和通信，它使得云計(jì)算平臺(tái)間能夠流暢進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、協(xié)同工作。

2.2 云邊互聯(lián)

云邊互聯(lián)是指云計(jì)算平臺(tái)與邊端設(shè)備（智能控制器、網(wǎng)關(guān)等）之間的連接和通信，它使得邊端設(shè)備能夠與云端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和分析，同時(shí)也能將計(jì)算和存儲(chǔ)資源更好地分布到邊緣，以滿足低時(shí)延、高可靠等應(yīng)用需求。

2.3 APN

APN是一種由運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建的專用無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，它確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以安全、準(zhǔn)確地與特定的網(wǎng)絡(luò)通信并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.4 智能控制器

能夠?qū)照{(diào)、照明、充電樁、光伏、儲(chǔ)能等設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷互動(dòng)調(diào)節(jié)并和各種能源采控終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的智能設(shè)備。

3.通信架構(gòu)

微網(wǎng)接入新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)通信架構(gòu)主要包括可調(diào)資源設(shè)備層、微網(wǎng)能量管理層、主站層。對(duì)于部署在互聯(lián)網(wǎng)區(qū)的微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，宜采用云云互聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)資源接入；對(duì)于部署在客戶側(cè)局域網(wǎng)的微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，宜通過在客戶側(cè)安裝能源網(wǎng)關(guān)，采用云邊互聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)資源接入；對(duì)于客戶側(cè)能量管理系統(tǒng)能力較弱或沒有能量管理系統(tǒng)，宜采用安裝具備能量管理系統(tǒng)功能的微網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（智能控制器），采用云邊互聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)資源接入。

圖1 微網(wǎng)接入通信架構(gòu)圖

4.數(shù)據(jù)交互

4.1 數(shù)據(jù)內(nèi)容

根據(jù)新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)微網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)接入新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的內(nèi)容包括檔案數(shù)據(jù)、測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，接收新型電力負(fù)荷系統(tǒng)的調(diào)控指令數(shù)據(jù)三部分

1.檔案數(shù)據(jù)。檔案數(shù)據(jù)指微網(wǎng)檔案，包括微網(wǎng)名稱、微網(wǎng)類型、微網(wǎng)所屬地區(qū)、微網(wǎng)地址、合同容量、運(yùn)行方式、微網(wǎng)場(chǎng)景、電壓等級(jí)以及微網(wǎng)下的其他檔案等。

2.測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)指監(jiān)測(cè)微網(wǎng)的特征狀態(tài)，包括上調(diào)裕度、下調(diào)裕度、微網(wǎng)總用電負(fù)荷、微網(wǎng)調(diào)控類型、微網(wǎng)有功調(diào)節(jié)量、微網(wǎng)調(diào)控開始時(shí)間、微網(wǎng)調(diào)控結(jié)束時(shí)間以及微網(wǎng)下的其他分項(xiàng)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。

3.調(diào)控指令數(shù)據(jù)。調(diào)控指令數(shù)據(jù)指新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)下發(fā)給微網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)控指令。

4.2 交互方式

微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)接入新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)選用云云互聯(lián)和云邊互聯(lián)兩種方式接入，采用消息中間件、緩存等交互方式，保證海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、高效接入。數(shù)據(jù)格式應(yīng)簡(jiǎn)潔、輕量、易擴(kuò)展。

4.2.1 云云互聯(lián)

云云互聯(lián)采用HTTPS安全協(xié)議+Restful接口設(shè)計(jì)風(fēng)格，基于XML數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)傳輸編碼應(yīng)為UTF-8，對(duì)微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)與新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互格式進(jìn)行擴(kuò)展定義，詳見附錄7.2。

4.2.2 云邊互聯(lián)

云邊互聯(lián)采用IEC104協(xié)議，保證數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)化、通用性及可擴(kuò)展性。

4.3 交互流程

微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)接入新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)可以選用云云互聯(lián)和云邊互聯(lián)兩種方式接入，均滿足分鐘級(jí)百萬并發(fā)數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程安全調(diào)控任務(wù)下發(fā)的要求。微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)上傳的遙測(cè)數(shù)據(jù)最小粒度應(yīng)為1分鐘級(jí)。

4.3.1 云云互聯(lián)

根據(jù)微網(wǎng)客戶的申請(qǐng)由新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)發(fā)放微網(wǎng)接入秘鑰，此秘鑰和微網(wǎng)一一對(duì)應(yīng)。微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)通過調(diào)用新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)側(cè)開放的微網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸接口，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)檔案資源、負(fù)荷資源的數(shù)據(jù)接入，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)負(fù)荷資源的上下調(diào)節(jié)。云云互聯(lián)接口分類為檔案類、測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)類、控制指令獲取，分別調(diào)用頻率不低于2分鐘、1分鐘和30秒。

圖2 云云互聯(lián)交互流程圖

4.3.2 云邊互聯(lián)

根據(jù)微網(wǎng)客戶的申請(qǐng)由新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)發(fā)放微網(wǎng)接入APN專用物聯(lián)網(wǎng)卡，此物聯(lián)網(wǎng)卡和微網(wǎng)一一對(duì)應(yīng)。云邊互聯(lián)方式需要在新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的微網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)接入?yún)^(qū)建檔，通過微網(wǎng)專用的APN數(shù)據(jù)傳輸通道直采的方式實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)數(shù)據(jù)接入和負(fù)荷資源調(diào)控。

圖3 云邊互聯(lián)交互流程圖

5 安全防護(hù)

5.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

根據(jù)《國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司關(guān)于印發(fā)新型電力系統(tǒng)全場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)指導(dǎo)意見的通知》（蘇電互聯(lián)〔2021〕473號(hào)文）要求，在公司現(xiàn)有安全分區(qū)及“三道防線"柵格狀縱深防護(hù)架構(gòu)基礎(chǔ)上，按照安全風(fēng)險(xiǎn)可控程度，進(jìn)一步將安全防護(hù)區(qū)域抽象劃分為可信網(wǎng)絡(luò)區(qū)域、安全緩沖區(qū)和非可信網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。

圖4 新型電力系統(tǒng)全場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)框架

緩沖區(qū)建設(shè)遵循公司網(wǎng)絡(luò)信息安全防護(hù)體系要求，遵循“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證"基本原則，按照公網(wǎng)、前置服務(wù)區(qū)、安全區(qū)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分層，支持云邊、云云兩種數(shù)據(jù)接入方式。云邊互聯(lián)，物理上構(gòu)建運(yùn)營(yíng)商APN+VPN物聯(lián)采集網(wǎng)絡(luò)通道，邊端設(shè)備通過運(yùn)營(yíng)商專線接入緩沖區(qū)。云云互聯(lián)，通過互聯(lián)網(wǎng)通道，采用HTTPS安全協(xié)議+Restful服務(wù)接口將第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入緩沖區(qū)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：

圖5 緩沖區(qū)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

1.網(wǎng)絡(luò)分層

前置服務(wù)區(qū)：劃分采集前置區(qū)、DMZ區(qū)，用于邊界交互，不存放數(shù)據(jù)。在采集前置區(qū)部署物聯(lián)采集前置服務(wù)，在DMZ區(qū)部署互聯(lián)網(wǎng)交互服務(wù)。

安全區(qū)：部署分布式數(shù)據(jù)緩存，存放全量采集數(shù)據(jù)。

2.安全防護(hù)措施

前置服務(wù)區(qū)部署鏈路負(fù)載均衡、防火墻、WAF、IDS、網(wǎng)絡(luò)溯源設(shè)備等安全防護(hù)設(shè)備。前置服務(wù)區(qū)與安全區(qū)之間部署物理防火墻。

3、安全防護(hù)要求

前置服務(wù)區(qū)策略：采集前置區(qū)僅允許對(duì)公網(wǎng)、DMZ區(qū)、安全區(qū)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問，禁止任何外部終端主動(dòng)向采集前置區(qū)發(fā)起連接，嚴(yán)格執(zhí)行“只出不進(jìn)"原則。

DMZ區(qū)策略：僅允許被采集前置區(qū)、互聯(lián)網(wǎng)訪問，嚴(yán)格執(zhí)行“只進(jìn)不出"原則。

安全區(qū)管理要求：所有緩沖區(qū)數(shù)據(jù)存放在安全區(qū)。

運(yùn)維管理要求：對(duì)不同角色制定不同的運(yùn)維策略, 僅允許通過堡壘機(jī)進(jìn)行有限權(quán)限訪問，對(duì)所有操作進(jìn)行全程安全審計(jì)，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行運(yùn)維審計(jì)。

4.穩(wěn)定性要求

（1）能量管理系統(tǒng)應(yīng)在規(guī)定的容量設(shè)計(jì)范圍的壓力下，正常不間斷的運(yùn)行7*24個(gè)小時(shí)，同時(shí)能夠保 證平臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定和滿足良好用戶體驗(yàn)的處理速度；

（2）在出現(xiàn)各種嚴(yán)重異常的情況下，能量管理系統(tǒng)能夠容錯(cuò)，并快速建立一系列的處理機(jī)制；

（3）應(yīng)處理與不穩(wěn)定的外部系統(tǒng)的交互；

（4）能量管理系統(tǒng)應(yīng)可監(jiān)測(cè)服務(wù)失效，并自動(dòng)重新恢復(fù)；

（5）當(dāng)能量管理系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)載時(shí)，應(yīng)自動(dòng)降低系統(tǒng)負(fù)載；

（6）當(dāng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信失敗的情況時(shí)，能量管理系統(tǒng)能夠快速；

（7）能量管理系統(tǒng)平均時(shí)間大于一年，故障平均恢復(fù)時(shí)間小于1小時(shí)；

（8）能量管理系統(tǒng)以云云互聯(lián)的方式接入新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)時(shí)，帶寬>=10M，時(shí)延<1s，可靠性大于99.99%；

（9）能量管理系統(tǒng)的可用率應(yīng)大于99.99%。

5.2 安全架構(gòu)

緩沖區(qū)通過HTTPS通道、登錄認(rèn)證、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)加密傳輸、邏輯隔離裝置數(shù)據(jù)穿透等五重安全機(jī)制，保障數(shù)據(jù)安全交付。

圖6 安全防護(hù)架構(gòu)

緩沖區(qū)作為客戶側(cè)邊端設(shè)備或云平臺(tái)與公司互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)的數(shù)據(jù)交互樞紐，對(duì)外，對(duì)接觸客戶側(cè)現(xiàn)場(chǎng)邊端設(shè)備或云平臺(tái)，通過邊界防火墻實(shí)現(xiàn)訪問控制，通過運(yùn)營(yíng)商通道加密實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和指令的加密傳輸；對(duì)內(nèi)，對(duì)接公司互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)，通過邊界防火墻單向訪問，采用國(guó)密算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和指令加密傳輸。

6 安科瑞智慧能源管理平臺(tái)助力虛擬電廠快速發(fā)展

6.1安科瑞智慧能源管理平臺(tái)

AcrelEMS 智慧能源管理平臺(tái)是針對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)的能效管理平臺(tái)，對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及各類交直流負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視、智能預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)配，優(yōu)化策略，診斷告警，可調(diào)度源荷有序互動(dòng)、能源全景分析，滿足企業(yè)微電網(wǎng)能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調(diào)整控制動(dòng)態(tài)化、全景分析可視化的需求，完成不同策略下光儲(chǔ)充資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為用戶降低能源成本，提高微電網(wǎng)運(yùn)行效率。AcrelEMS 智慧能源管理平臺(tái)可以接受虛擬電廠的調(diào)度指令和需求響應(yīng)，是虛擬電廠平臺(tái)的企業(yè)級(jí)子系統(tǒng)。

圖1 AcrelEMS 智慧能源管理平臺(tái)主界面

6.2平臺(tái)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)覆蓋企業(yè)微電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-充"各環(huán)節(jié)，通過智能網(wǎng)關(guān)采集測(cè)控裝置、光伏、儲(chǔ)能、充電樁、常規(guī)負(fù)荷數(shù)據(jù)，根據(jù)負(fù)荷變化和電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化控制，促進(jìn)新能源消納的同時(shí)降低對(duì)電網(wǎng)的至大需量，使之運(yùn)行安全。

圖2 AcrelEMS 智慧能源管理平臺(tái)結(jié)構(gòu)

6.3平臺(tái)功能

6.3.1.能源數(shù)字化展示

通過展示大屏實(shí)時(shí)顯示市電、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁以及其它負(fù)荷數(shù)據(jù)，快速了解能源運(yùn)行情況。

6.3.2.優(yōu)化控制

直觀顯示能源生產(chǎn)及流向，包括市電、光伏、儲(chǔ)能充電及消耗過程，通過優(yōu)化控制儲(chǔ)能和可控負(fù)載提升新能源消納，削峰填谷，平滑系統(tǒng)出力，并顯示優(yōu)化前和優(yōu)化后能源曲線對(duì)比等。

6.3.3.智能預(yù)測(cè)

結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)對(duì)光伏、風(fēng)力發(fā)電功率和負(fù)荷功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，并與實(shí)際功率進(jìn)行對(duì)比分析，通過儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)荷控制實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，降低需量和用電成本。

6.3.4.能耗分析

采集企業(yè)電、水、天然氣、冷/熱量等各種能源介質(zhì)消耗量，進(jìn)行同環(huán)比比較，顯示能源流向，能耗對(duì)標(biāo)，并折算標(biāo)煤或碳排放等。

6.3.5.有序充電

系統(tǒng)支持接入交直流充電樁，并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷和變壓器容量，并和變壓器負(fù)荷率進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，引導(dǎo)用戶有序充電，保障企業(yè)微電網(wǎng)運(yùn)行安全。

6.3.6.運(yùn)維巡檢

系統(tǒng)支持任務(wù)管理、巡檢/缺陷/消警/搶修記錄以及通知工單管理，并通過北斗定位跟蹤運(yùn)維人員軌跡，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維流程閉環(huán)管理。