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1、1openADR通信协议翻译OPENADR通信规范本报告提交加利福尼亚能源委员会公益能源研究项目本报告由 劳伦斯伯克利国家实验室需求响应研究中心、AKUACOM公司完成声明本报告是加利福尼亚能源委员会资助项目的研究成果，但能源委员会包括其下属职员不对该研究报告承担法律责任和义务。致谢 本报告由需求响应研究中心牵头，加利福尼亚能源委员会公益能源研究项目资助。编者在此感谢技术咨询组提供的协助。前言加利福尼亚能源委员会公益能源研究项目（PIER）支持公益能源研究与开发，通过向电力市场提供环境安全、可持续、可靠的能源服务和产品，提高生活质量。PIER赞助领域主要如下：建筑物终端节能新能源小额补贴与能源

2、相关的环境影响研究能源系统集成环境优先的高级发电工业/农业/供水 终端节能可再生能源技术输电开放式需求响应通信规范是开放式自动需求响应项目的最终成果。摘要开放式自动需求响应通信规范，也称为OpenADR或者Open Auto-DR，其开发开始于2002年的加利福尼亚大规模电力危机。该规范描述了一种开放式基于标准的通信数据模型，该模型被设计用于促进公用事业机构、独立系统操作员（Independent System Operator，ISO）、电力用户间使用需求响应价格和可靠性信号的通用信息交互。OpenADR将给加利福尼亚带来两方面的好处：提高参与需求响应的机构数量，降低成本以促进经常性和持续性

3、需求响应的参与。关键词：需求响应、建筑物、电力使用、自动化、通信、开放标准、数据模型、规范内容提要开放式自动需求响应通信规范，也称为OpenADR或者Open Auto-DR，其开发开始于2002年的加利福尼亚大规模电力危机。加利福尼亚州、美国其他州以及国外的很多公用事业机构、政府部门、独立系统操作员和其他部门也正致力于引入需求响应来管理不断增长的电力需求和电力系统的尖峰负荷。DR被定义为“一种通过响应价格、货币激励或者系统指令以降低电力需求的行为，从而保证可靠地电力供应服务，避免高电价”。OpenADR是智能电网信息和通信技术的一个元素，以提高电力供应和需求的匹配能力。开放式自动需求响应通信

4、规范定义，包含以下特征： 连续、安全、可靠- 翻译 自动化 自愿退出-当参与者不希望削减终端服务时，可以向参与者提供自愿退出或对DR事件信息忽视的功能。 完整的数据模型为通信价格、可靠性和其他DR响应信号提供详细的数据模型和架构描述 灵活的体系架构 开放的标准OpenADR已经在加利福尼亚的很多DR项目中获得了测试。本通信规范的研究范围主要关注于DR事件和价格信号。本规范也包含了价格数据模型，并不包含与具体的DR电力削减或转移策略相关的信息。OpenADR通信规范用于推动消费侧的自动需求响应行为，不论这些行为是负荷终端或转移。这种通信数据模型可以用于每天的连续操作。潜在的收益 提高参与企业数量

5、、降低成本。 开放的规范 灵活性-提供开放、灵活、平台独立、可互操作的通信接口和协议 创新及互用性鼓励开放创新和互用性，允许在现有策略基础上实现工厂和企业内部控制与通信，以减少技术操作和维护成本、不良资产和过时技术。 易集成 远程访问通过web端口提供自愿终端和忽视功能，可以将标准的DR相关操作模式换为DR策略和控制系统。研究计划包括继续与真实的工业标准研究组织合作，以通过相关努力使这些数据模型与标准协调发展。DR研究中心也会继续推进面向家庭、大型及小型商业建筑和工业企业的终端DR控制策略研究。专利需要提请注意，实现本规范可能会涉及到专利权问题。参与人员OpenADR工作组包括以下成员：技术咨

6、询组1 概述开放式自动需求响应通信规范，也称为OpenADR或者Open Auto-DR，其开发开始于2002年的加利福尼亚大规模电力危机。加利福尼亚州、美国其他州以及国外的很多公用事业机构、政府部门、独立系统操作员和其他部门也正致力于引入需求响应来管理不断增长的电力需求和电力系统的尖峰负荷。DR被定义为“一种通过响应价格、货币激励或者系统指令以降低电力需求的行为，从而保证可靠地电力供应服务，避免高电价”。OpenADR是智能电网信息和通信技术的一个元素，以提高电力供应和需求的匹配能力。该项目由加利福尼亚能源委员会公益能源研究项目资助。OpenADR具有如下特征： 连续、安全、可靠- 翻译 自

7、动化 自愿退出-当参与者不希望削减终端服务时，可以向参与者提供自愿退出或对DR事件信息忽视的功能。 完整的数据模型为通信价格、可靠性和其他DR响应信号提供详细的数据模型和架构描述 灵活的体系架构 开放的标准OpenADR在加利福尼亚的200个用户中应用，为几个需求响应项目提供自动系统。这些项目从商业和工业用户提供了50MW的响应容量。效益提高参与企业数量、降低成本。 开放的规范 灵活性-提供开放、灵活、平台独立、可互操作的通信接口和协议 创新及互用性鼓励开放创新和互用性，允许在现有策略基础上实现工厂和企业内部控制与通信，以减少技术操作和维护成本、不良资产和过时技术。 易集成 远程访问通过web

8、端口提供自愿终端和忽视功能，可以将标准的DR相关操作模式换为DR策略和控制系统。本报告的章节结构如下。首先介绍OpenADR规范的目的、范围和原因，以及规范使用和实现概念的介绍。然后介绍DRAS的需求、组成元素和功能规范，以及数据模型和概要。最后一部分讨论了应用项目接口、安全策略和预期计划。OpenADR的预期计划包括与正式标准组织的合作。附录包括了技术支持和接口文件、安全问题的讨论和DR项目用例。2 研究领域开放式自动需求响应通信规范定义了DRAS功能和特征的接口，DRAS通过通信客户端来提供用户自动响应各种需求响应项目和动态电价的自动化手段。该规范也可以用于指导第三方团体，如公用事业机构、

9、ISO、能源和企业管理者、集成商、硬件和软件厂商如何使用DRAS的功能来实现需求响应项目和动态电价的自动化。2.1 目的需求响应项目和公用事业机构和IDS提供的动态电价需要依靠实时、可靠的事件和信息通信。如果可以不需要人工干预，通信信号可以自动翻译为参与者的负荷削减或调整信号，将使得需求响应项目更加低成本、可靠和易于实现。 。 OpenADR是智能电网先进技术的一部分，如高级信息、控制和通信技术。这些技术可以用于优化电力服务商和用户的联系。2.2 原因一些参与者如集成商和大公司业务范围在地里上跨越多个电力监管区，因此必须处理多个公用事业机构。3 参考标准以下参考文档可以指导文档的应用。Open

10、ADR规范的使用不需要建筑物自动化控制网络的实现。 “BAC网络/WS Web服务接口”,ANSI/ASHRAE RFC2246:传输层安全协议V1.0，互联网工程任务4 规范的使用本文档被设计用于规范DRAS系统中必须实现的功能集。如前所述，DRAS是一个架构组件，被用于向企业和集成商自动发布DR事件信息。该文档希望满足以下要求： 使公用事业机构和ISO具有将其信息技术设施与DRAS兼容的能力 使控制器厂商将其能源管理装置和其他控制器与DRAS兼容 允许相关操作人员（如企业和参与者操作员）获得参与需求响应控制层次的理解 允许IT从业人员为公用事业机构或者ISO和相关操作员设计用户接口 允许第

11、三方机构建设DRAS或DRAS客户端，并可以从DRAS客户端或DRAS接收DR信号章节结构图：4.1 实现DRAS接口OpenADR规范可以规范DRAS系统必须具备的功能。规范书并不规定接口中每个功能的确切技术或者实现细节。例如规范规定必须使用SOAP web服务和WSDL，但并没有规定使用确切的语言和计算平台来实现DRAS。DRAS接口相关的三方接口如下： 公用事业机构和ISO操作接口 参与者操作员接口 DRAS客户端接口图1显示了三种接口间的联系 DRAS由不属于公用事业机构或者ISO的第三方机构开发，操作员接口也由第三方开发。在这种情况下，DRAS需要具备所有的三种接口 DRAS集成于一

12、个公用事业机构的信息基础设施中，因而公用事业接口可以不需要。另外，公用事业机构提供了web页面，因此操作员接口也可以不需要。客户端接口仍然是必需的。 DRAS由不属于公用事业机构或者ISO的第三方机构开发，但操作员接口由同一个机构开发并集成到DRAS系统中，在这种情况下，公用事业接口和客户端接口都不需要，只需要操作员接口。可以注意到，任何情况下，操作员接口都是必需的。4.2 正确使用和引用OpenADR规范的正确引用如下：5 DRAS需求5.1 DR项目和动态电价中DRAS的通常角色DRAS自动需求响应项目中的一个基础设施组件，支持实体间的通信，这些实体既包括进行配电运营的公用事业机构和ISO

13、，也包括管理电力消费的设施和集成商。DRAS使自动需求响应项目和动态电价中必须的通信通道实现自动化。这些通信包括将动态电价和可靠性相关消息和信息由公用事业机构或ISO发送到各种实体，以便于调整电力消费行为从而削减高峰负荷时的电力消费。5.2 用例本节介绍自动需求响应的一个典型用例，主要关注于DRAS在这些项目和动态定价中的角色。本节所介绍的用例只是一种归纳，附录D中包括针对具体DR项目和动态定价的用例，包括用例图中那些符号和术语的详细描述。用例中通常包含以下角色。5.2.1 用例场景公用事业机构中的角色 公用事业机构项目操作员管理机构DR项目和动态定价的各个方面 项目发布者向参与者发布DR事件

14、和相关信息的计算机子系统或操作员 项目结算负责通过测量电力使用进行DR项目结算，并将信息反馈到公用事业机构结算系统。DRAS中的角色 事件发布者向参与者发布公用事业机构DR事件的子系统。该角色被专门设计用于需求响应自动化所需的端到端通信。 RTP发布者在价格发生变化时向参与者发布实时电价信息的子系统。该角色被专门设计用于需求响应自动化所需的端到端通信。 项目发布者DRAS中的子系统，可以向参与的操作员发布DR项目和动态定价相关的各种事件。 竞价代理（Bidding Proxy）- DRAS中的子系统，在DR项目或者动态定价需要参与者向公用事业机构提交出价时，作为自动投标代理。DRAS Clie

15、nt Roles DRAS Event Client. This is a sub-system of the DRAS Client and is responsiblefor notifying the facilitys automation sub-systems about DR program events. DRAS Feedback Client. This is a sub-system of the DRAS that providesfeedback to the DRAS concerning what is happening in a facility in res

16、ponse to aDR event. DRAS Operator. A human actor with the responsibility of creating other usersDRAS客户端中的角色集 DRAS事件客户端DRAS客户端的子系统，负责向用户的子系统通知DR项目事件。 DRAS 反馈 客户端- DRAS客户端的子系统，向DRAS反馈用户将如何响应DR事件 DRAS操作员-负责市场开拓的人员，创造更多的用户。Participant RolesParticipants are the customers of the utilities or ISOs that are

17、 participating in the DR programs and dynamic pricing. In general there will be one or more operators as part of the participants organization that is responsible for managing various aspects of their involvement in the DR program. Within the context of the use cases, there are the following roles:F

18、acility Manager. A human operator responsible for managing various aspectsof the facility related to the DR program. Within the context of this document afacility manager may also be referred to as a “Participant Manager” or a“Participant Operator”. Aggregator Manager. A human operator responsible f

19、or managing variousaspects of the aggregators participation in the DR program.参与者角色集参与者是公用事业机构或ISO中参与DR项目和动态电价的客户。通常而言，参与者组织中会有一个或多个操作员负责管理DR项目中的各个方面。在用例环境中，主要有以下角色： 组织管理者。负责管理组织中有关DR项目各个方面的操作员，也可以称为参与方管理者或者参与方操作员 集成管理者（Aggregator Manager）。操作人员，负责管理DR项目中集成商的各个方面。5.3 用例场景每一个用例从以下三个场景进行说明： 项目配置 项目执行 项

20、目维护每一个场景讨论了各种角色的不同行为。5.3.1 项目配置项目配置包含了建立并自动运行一个具体的DR项目时所需要完成的动作，主要侧重于DRAS的配置。某些情况下，配置活动可能与DRAS无关。这些活动仅仅列出一个清单，以提供整个DR项目的完整性，并不涉及细节。项目执行项目执行包含了自动需求响应项目中实际执行和参与的活动。主要是公用事业单位向参与者发送DR相关信息时所需要的活动。某些情况下，这些活动可能与DRAS无关。这些活动仅仅列出一个清单，以提供整个DR项目的完整性，并不涉及细节。项目维护项目维护包括维护DR项目时所需要的动作，如更改配置、生成报告、监控DRAS运行状态。某些情况下，这些活

21、动可能与DRAS无关。这些活动仅仅列出一个清单，以提供整个DR项目的完整性，并不涉及细节。5.3.2 需求响应项目的用例归纳 表2显示了附录D中多种用例文档中存在的需求响应功能，这有助于识别DR项目和动态定价中的公用活动。这些活动是DR项目中各种活动的概括。关于DRAS的实施可以概括如下： 使用集成商的用例和直接与组织及组织管理者操作的用例是相似的；因此可以将集成商和组织管理者的角色同等对待。 所有主要用于广播事件的用例对不同场景具有类似的步骤。区别主要与事件中传递的信息有关。 所有自动运行竞价处理过程的用例包含相似的步骤。 尽管竞价过程与具体的事件相联系，在竞价过程和广播事件的过程中并没有强

22、联系。在DR项目和动态定价的分析中，可以发现只有2种功能： 与DR事件通知自动化相关的动作 与DR竞价过程自动化相关的动作基于以上分析，可以产生具有两种功能类的整体用例。在接下来的几章中将介绍这些用例。5.3.2.1一般基于事件的项目（GEBP）在各种用例中用来广播事件的步骤顺序基本相同。5.3.2.1.1 GEBP配置该场景包括输入所有参与DR项目所需要的信息，包括以下动作：1. 公用事业单位的项目操作员在单位信息系统（Utility Information System）中建立GEBP项目。包括与参与者签订合同，输入相关信息。相关细节不在本文档的讨论范围。2. 公用事业单位的项目操作员在D

23、RAS中为参与的组织配置GEBP。包括在DRAS中输入信息以允许参与组织的管理者可以访问DRAS，设置DRAS客户端以与DRAS进行通信。需要输入以下信息： 项目定义： 项目安排参数，如执行时间、持续时间等 DR事件中规定的信息类型（如价格、等级等） 提供DRAS客户端发布计划信号的项目事件信息（Program event information provided to DRAS Client for signal mapping） 公用事业单位确定用于结算的账号 参与者标识 参与者密码 地理位置 电网位置3a.参与组织管理者为DR配置参与组织的EMCS或网络。可能会与EMCS供应商和IT部门

24、冲突。可以对EMCS进行编程以使之可以恰当地削减或调整负荷以响应DR事件。相关细节不在本文档的讨论范围。3b. 参与组织管理者配置DRAS客户端。客户端可以采用多种形式，主要包括硬件和软件。通过配置DRAS客户端可以与参与组织的系统进行通信以管理负荷。相关细节不在本文档的讨论范围。3c.配置DR项目参数和客户端到DRAS的连接。建立DRAS与DRAS客户端的连接。一般包含以下信息： 参与者身份标识和密码 合同信息（电话号码、寻呼机、email地址等） DRAS客户端通信参数 DRAS IP地址 ID 密码 IP连接信息 轮询周期 可中断负荷潜力（(per time block per leve

25、l)） 其他参数 自愿退出时间以上活动主要在DRAS完成，但也取决于在正式的OpenADR标准中如何实现，可能会在DRAS客户端而不是DRAS中完成。5.3.2.1.2 GEBP执行执行GEBP事件的活动包含以下步骤：1. 公用事业单位的项目操作员在信息系统中创建DR事件。他会在信息系统中为事件制定日程表。2. 公用事业单位的项目发布者从信息系统中获取DR事件信息，并在DRAS中启动事件。发布子系统向DRAS发布的信息包含以下内容： 项目类型 事件日期和时间 启动日期和时间 地理位置 参与者名单（账号）3. DRAS的事件发布者向恰当的DRAS客户端发送DR事件信息，包括： 公用事业单位事件信

26、息 事件日期和时间 启动日期和时间 地理位置 模式及启动信号（Mode and pending signals） DRAS客户端的等级（正常、中等、高）Mode signal levels for simple DRAS Clients (e.g. normal, moderate, high) DRAS客户端事件启动信号（yes/no）Event pending signal for simple DRAS Clients (e.g. yes/no, or simplequantification of how far in advance notification is to be sen

27、t作为配合的一部分，DRAS客户端会向DRAS发送确认信息以表明已经收到DR事件信息。另外，确认信息中会显示客户端是否参加该事件。这提供了参与组织选择退出的功能，并可以向DRAS通知。4. DRAS事件客户端将事件信息发送到参与者系统，以进行负荷削减。5. DRAS反馈客户端向DRAS发送系统负荷状态。这种反馈机制可以用于记录参与方如何响应DR事件，包括以下信息： 项目标识 组织标识 事件日期和时间 削减的负荷容量 Near real time load 终端消费负荷削减（暖气、通风和空调、照明） 事件类型（日前、日中）6. 公用事业单位结算程序测量参与组织的电力用量。公用事业单位操作员修改或

28、者取消已启动DR事件的能力暂未包括，见图2的修改GEN事件。5.3.2.1.3 GEBP维护该场景包括维护GEBP项目的主要步骤。之前的配置和执行场景都含有预先描述清楚的执行步骤，维护场景则与之不同，主要是在不确定的时间由各种角色完成可能的动作。1a.公用事业单位的项目操作员获得操作报告。参与方的管理者可以在任意时刻从DRAS获得以下状态信息： 事件状态（面向所有参与者） 当前未完成（outstanding）事件 所有参与者在项目中的负荷削减潜力 从DRAS客户端得到的反馈 事件日志1b.参与方管理者检查状态。公用事业单位的项目操作员可以在任意时刻从DRAS获得以下状态信息： DRAS客户端通

29、信状态 当前状态 最新合同 当前信号级别 当前参与者控制级别（选择性退出） 通信日志 信号日志 人工控制日志 事件状态（与以上内容相同）1c. 公用事业单位的项目操作员可以增加、修改和删除项目中的参与组织。类似于开始的配置步骤1d.参与方的管理者可以选择退出DR项目。任何时候，都可以退出DRAS。当处于选择退出状态时，DR事件不向DRAS客户端广播。选择退出可以针对整个DR项目或者某个单独的事件。在参与方接口中，操作员可以调用其中的一个方法在任意时候退出DR事件。1e. 公用事业单位的项目操作员或者参与方的管理者可以在异常时从DRAS收到退出通知。当异常发生，并需要以上两个角色做出反应时，DR

30、AS会通过email或寻呼机向各自操作员发送信息。某些异常信号可能包括硬件或平台异常，如“磁盘空间不足”，这些不属于本文档的处理范围。本接口中处理的异常包括DRAS客户端连接异常5.3.2.2一般竞价项目（GBP）本节介绍GBP的一个用例.主要表述一个通常的竞价过程如何通过DRAS实现自动化。本节仅涉及竞价和出价接收过程，并不涉及上一节介绍的事件广播过程。5.3.2.2.1 GBP配置包括以下动作：1. 公用事业单位的项目操作员在单位信息系统（Utility Information System）中建立GBP项目。包括与参与者签订合同，输入相关信息。相关细节不在本文档的讨论范围。2.公用事业单

31、位的项目操作员在DRAS中为参与的组织配置GBP。包括在DRAS中输入信息以允许参与组织的管理者可以访问DRAS，设置DRAS客户端以与DRAS进行通信。需要输入以下信息： 项目定义： 项目安排参数，如执行时间、持续时间等 DR事件中规定的信息类型（如价格、等级等） 提供DRAS客户端发布计划信号的项目事件信息（Program event information provided to DRAS Client for signal mapping） 公用事业单位确定用于结算的账号 参与者标识 参与者密码 地理位置3参与组织管理者在DRAS中设定初始（standing）报价。该报价会在公用事业单位