——美国电器制造商协会(NEMA)
2010年10月5日-16日,中国电器工业协会组团赴美国考察智能电网技术及标准情况。考察重点分别为美国电器制造商协会(NEMA)、美国国家可再生能源实验室(NREL)、国际电工委员会智能电网战略工作组(IEC/SMB/SG3)三家科研及标准化研究机构。中国电器工业协会作为国家能源局和国家标准委联合组建的智能电网设备标准化组组长单位与上述三家单位进行了座谈讨论,交流了中美两方在智能电网标准化方面所做的工作,并为今后的中美智能电网标准化合作机制打下了良好的基础。
1. NEMA的基本情况和工作介绍
2010年10月6日,中美双方16人在NEMA华盛顿总部召开了NEMA智能电网座谈会。中方代表:方晓燕、李秦、郭丽平、李亚萍、李志勇、屠黎明、杜升云、虞苍璧、宋晓炜、张亮、李晶晶、果岩。美方代表:Stephen V. Gold / Gene Eckhart / Paul A.Molitor / Ben Biroschak。
NEMA(全称“National Electrical Manufacturers Association”)成立于1926年,为电器设备制造商以及医疗器械的协会组织,现有450家会员单位,主要工作范围包括:为政府提供服务,技术支持,信息服务。
目前,NEMA已经发布了236项NEMA标准,266项美国国家标准,承担了5个IEC/TC秘书处,56个IEC和6个IEC的技术咨询组(TAGs)。
2. 美国智能电网
2.1 背景
美国历史上共发生了2次大规模的停电故障,分别在1965年和2003年,均造成了很大程度上的经济损失,因此美国在2007年颁布了能源独立和安全法规(EISA),其中就包括了发展智能电网的有关内容。
2.2 特点
在美国能源独立和安全法规(EISA)中,对智能电网进行了描述,其特点包括:1)增加了数据信息控制功能;2)动态优化;3)集成分布式能源;4)需求响应;5)智能表计;6)智能家电;7)储能;8)用户控制;9)通信标准化;10)减少贸易和市场壁垒。
NEMA认为,智能电网最基本的要求就是实现电力和通信的双向流通功能。
2.3 智能电网国家组织机构
美国智能电网工作主要由联邦能源管理委员会(FERC)和美国国家标准与技术研究院(NIST)牵头开展。
联邦能源管理委员会(FERC)负责发布智能电网管理规范等有关文件,并定义了4各方面的智能电网功能要求,包括:1)广域测量;2)需求响应;3)储能;4)电动汽车。
美国国家标准与技术研究院(NIST)已经发布了智能电网框架和路线图1.0版,并主要在高级表计系统、配电网管理、信息安全以及网络通信方面开展相关工作。
2.4 美国智能电网标准化工作
美国国家标准与技术研究院(NIST)在智能电网工作中,成立了智能电网互操作小组(SGIP),具体解决智能电网相关领域的工作,智能电网互操作小组(SGIP)由600余家企业以及相应的政府部门、研究机构组成,是一个开放的工作组。
在智能电网互操作小组SGIP的组织机构中,优先行动小组(PAPs)负责智能电网相关领域的工作,提出适应发展智能电网的要求与条件,由标准组(SC)进行相关智能电网标准的制修订工作,通过检测认证委员会(SGTCC)对制定出的标准进行检测和评估后发布。目前标准方面NIST已发布了智能电网框架和路线图1.0版,针对智能电网标准体系框架以及不同领域的智能电网标准进行了说明。
2.4.1 智能电网标准体系框架(Framework roadmap)
智能电网标准体系框架由大型发电、输变电、配电、用户、市场、运行和服务共7个领域构成。
2.4.2 智能电网标准(Standards)
目前,美国方面已提出了适用于美国国情的智能电网标准25项,包括IEC、IEEE、ANSI等标准。另外,还有50项标准正在研究中。已发布的25项标准大多为系统、通信、安全、表计、电力管理方面的标准。
在25项已通过的标准中,由NEMA归口的标准或安全导则有5项,如下:
ANSI/NEMA C12 Suite:.1、.18、.19、.20、.21智能表计 系列标准;IEC 61850 Suite变电站自动化 系列标准;IEC 61968/61970配电管理系统、能源管理系统; Security Profile for Advanced Metering Infrastructure, v 1.0高级计量基础设施的安全(安全导则);DHS Cyber Security Procurement Language for Control Systems美国国土安全部的控制系统通信网络安全(安全导则)。
2.4.3 智能电网优先行动小组(PAPs)
根据智能电网互操作小组SGIP的组织机构图,其中优先行动小组(PAPs)包括如下共18个优先研究领域。
其中,NEMA在以下9个领域参与了相关工作,包括“智能电表更新”、“IP在智能电网中的角色”、“标准计量数据规范”、“电表数据表格通用语义模型”、“电力储存互联导则”、“配电管理系统通用信息模型”、“电动汽车通用对象模型”、“输电与配电电力系统模型”、“智能电网信息标准-用户设备与控制端、供电商的同步通信”。
3. 与美国合作项目简介
USTDA中美智能电表项目。智能电网要求在各种智能设备之间在防护、控制和计费等方面进行通讯。处于供电部门和用户之间的低压设备(例如电表),目前已有两类不同的标准。中国和欧洲国家采用的是IEC62056《设备语言信息规范(DLMS)》系列标准,而美国采用的是ANSI的C12系列标准。
开展USTDA项目,了解目前两种标准在中美两国的情况和未来发展前景;制定出两种标准相互协调的,并能应用于中美两国的新标准或技术报告。