李國(guó)慶，成 龍，王振浩，劉禹彤，王 鶴，辛業(yè)春，葛維春

（1. 東北電力大學(xué) 現(xiàn)代電力系統(tǒng)仿真控制與綠色電能新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 吉林132012；2. 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，遼寧 沈陽110015；3. 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽110004）

0 引言

在2020 年3 月底公開發(fā)布的《國(guó)家電網(wǎng)有限公司2019 社會(huì)責(zé)任報(bào)告》中明確了統(tǒng)籌輸變電、配電臺(tái)區(qū)和綜合能源服務(wù)的物聯(lián)感知需求，推進(jìn)云平臺(tái)、數(shù)據(jù)中臺(tái)的技術(shù)驗(yàn)證和物聯(lián)網(wǎng)IoT（Internet of Things）相關(guān)產(chǎn)品落地，加快電網(wǎng)的“平臺(tái)+生態(tài)”建設(shè)，統(tǒng)一物聯(lián)管理，不斷推進(jìn)具有中國(guó)特色且國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的建設(shè)進(jìn)程。另外，2020 年4月2 日，國(guó)家電網(wǎng)有限公司“新基建”工作領(lǐng)導(dǎo)小組第一次會(huì)議提出了“三個(gè)加快、一個(gè)加強(qiáng)”的“新基建”重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)要求，其中也包括加快現(xiàn)代信息通信技術(shù)推廣應(yīng)用，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等配套技術(shù)研究等具體內(nèi)容［1-2］。建設(shè)發(fā)展電力物聯(lián)網(wǎng)PIoT（Power Internet of Things）能夠?yàn)橥七M(jìn)能源轉(zhuǎn)型與信息技術(shù)深度融合、提升電力企業(yè)精益管理和優(yōu)質(zhì)服務(wù)、開拓?cái)?shù)字經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)找到一個(gè)新的方向。

PIoT是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力行業(yè)的具體表現(xiàn)形式和應(yīng)用落地，是以電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、人員及所在環(huán)境等電力生產(chǎn)各環(huán)節(jié)為對(duì)象，充分利用現(xiàn)代先進(jìn)信息通信技術(shù)，通過識(shí)別、感知、互聯(lián)與控制，實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何人／機(jī)／物互聯(lián)互通的電力生產(chǎn)全壽命周期萬物互聯(lián)和人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活等特征的廣域智慧服務(wù)系統(tǒng)。因此，PIoT 可理解為物聯(lián)網(wǎng)［3］、智能電網(wǎng)［4-5］、可再生能源［6］、電網(wǎng)互聯(lián)以及電力信息通信等各專業(yè)及各領(lǐng)域的相互交叉，重點(diǎn)突出廣域設(shè)備應(yīng)用和全業(yè)態(tài)服務(wù)的電力-信息生態(tài)系統(tǒng)。

PIoT作為能源供給、電力服務(wù)發(fā)展的重要方向，將有力帶動(dòng)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)化工作是促進(jìn)PIoT健康有序發(fā)展的重要支撐，標(biāo)準(zhǔn)體系是指導(dǎo)PIoT標(biāo)準(zhǔn)制定的一項(xiàng)戰(zhàn)略性、綱領(lǐng)性工作，是PIoT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的頂層設(shè)計(jì)［7］。因此，構(gòu)建PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系，通過標(biāo)準(zhǔn)化手段提高PIoT建設(shè)、服務(wù)質(zhì)量，已成為促進(jìn)行業(yè)規(guī)范管理、推進(jìn)電網(wǎng)高效發(fā)展的重要保障。

目前，PIoT 的相關(guān)研究工作主要集中在釋義解析、關(guān)鍵技術(shù)、業(yè)務(wù)適配、應(yīng)用示范等方面，鮮見PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系的相關(guān)研究報(bào)道。本文從PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的需求和原則入手，設(shè)計(jì)了基于三維空間標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象分析的PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法，簡(jiǎn)要分析了現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的適用性，初步提出了PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)架，為今后開展PIoT的標(biāo)準(zhǔn)化工作提供一定參考。

1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

世界各主要國(guó)家、國(guó)際和地區(qū)合作機(jī)構(gòu)及各國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織等已在物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、可再生能源、電網(wǎng)互聯(lián)以及電力信息通信等領(lǐng)域開展了大量的研究工作，形成了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系或標(biāo)準(zhǔn)系列，為PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系的研究和制定奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.1 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

2005 年11 月27 日，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在突尼斯召開信息社會(huì)峰會(huì)，發(fā)布了《ITU 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。隨后，這一新興的技術(shù)革命在工業(yè)發(fā)展和民生改善等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)迅速突顯，直接引導(dǎo)了產(chǎn)學(xué)研各界為創(chuàng)造一個(gè)充滿活力的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展環(huán)境，在理論儲(chǔ)備、科研立項(xiàng)、技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)制定等方面開展了集中探索。

在2018 年1 月召開的ITU 遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織（ITU-T）物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市研究組（SG20）WP1 全會(huì)上，中國(guó)信通院與中國(guó)聯(lián)通共同主導(dǎo)的《物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)成功立項(xiàng)，這是ITU-T 在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的首個(gè)邊緣計(jì)算項(xiàng)目。另外，我國(guó)全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（China National Information Technology Standardization Network）承擔(dān)了“物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制”國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程建設(shè)，提出了我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)，開展了47 項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、16 項(xiàng)傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的研制工作；建立了射頻識(shí)別（RFID）標(biāo)準(zhǔn)體系，制定了40余項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、16 項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)起成立了傳感器網(wǎng)絡(luò)工作組（ISO／IEC JTC1／WG7），提出并立項(xiàng)1 項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。這些工作都為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程的順利實(shí)施和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供了有力保障。特別地，我國(guó)主導(dǎo)的《ISO／IEC 30141物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)》于2018 年7 月被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）采納，成為全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要指針［8］。

2019 年5 月21 日，美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（IEEE-SA）獲批出臺(tái)了最新的IEEE Std 2413—2019《物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系標(biāo)準(zhǔn)草案》［9］，該草案定義了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO／IEC／IEEE 42010—2011的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)框架，全面描述了全社會(huì)共同關(guān)注的輸變電設(shè)備物聯(lián)、智能電網(wǎng)物聯(lián)等領(lǐng)域的焦點(diǎn)問題，不僅定義了物聯(lián)網(wǎng)組成要素的概念基礎(chǔ)和不同網(wǎng)域間的縱向關(guān)系，還對(duì)關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)主體結(jié)構(gòu)的共性觀點(diǎn)集進(jìn)行了詳細(xì)闡述，促進(jìn)了技術(shù)的跨域交互，提升了系統(tǒng)的互操作性和功能兼容性，進(jìn)一步推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的發(fā)展。

2019 年10 月15 日，IEEE P2144《基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)可信數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)》的制定工作在粵港澳大灣區(qū)正式啟動(dòng)，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)提出了3 項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，均歸口于IEEE 消費(fèi)技術(shù)協(xié)會(huì)區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（CES-BSC）。IEEE P2144標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容如表1所示。

表1 IEEE P2144標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容Table 1 Specific content of IEEE P2144 standards

1.2 智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

智能電網(wǎng)是一個(gè)高度自動(dòng)化和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡(luò)，通過電力和信息的雙向流動(dòng)實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)交換以及設(shè)備層次上近乎瞬時(shí)的供需平衡［10］。而智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系是智能電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)的重要制度保障，國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）、國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）、IEEE等國(guó)際組織均對(duì)此高度關(guān)注。

IEC 標(biāo)準(zhǔn)化管理局（IEC-SMB）于2009 年4 月底在法國(guó)巴黎正式啟動(dòng)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略工作組SG3（Strategy Group：Smart Grid），并于2010 年發(fā)布包含38個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列共295項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的《IEC智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化路線圖（1.0版）》［11］，將IEC 62351、IEC 62357等5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列共54項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)推薦為IEC智能電網(wǎng)的核心標(biāo)準(zhǔn)［12-13］。隨著不斷地整合和發(fā)展，重新修編后的IEC TR 63097版本路線圖于2017年發(fā)布［14］，其集中關(guān)注的領(lǐng)域?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)信息自動(dòng)化模式、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及市場(chǎng)和管理需求等。2009 年5 月，IEEE 也成立專門工作組開展智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、互通原則的研究工作，旨在推動(dòng)電力、信息通信技術(shù)的高效互動(dòng)，并于2011年9 月發(fā)布了IEEE P2030—2011《支持電力系統(tǒng)（EPS）、最終應(yīng)用和負(fù)載的能源技術(shù)和信息技術(shù)操作的智能電網(wǎng)互操作性指南》，為理解和定義電力系統(tǒng)與終端應(yīng)用及負(fù)荷的智能電網(wǎng)互操作性提供了重要方向［15］。目前，部分IEEE智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已轉(zhuǎn)化為IEC標(biāo)準(zhǔn)，如：IEEE C37.111《暫態(tài)數(shù)據(jù)交換COMTRADE格式標(biāo)準(zhǔn)》已轉(zhuǎn)化為IEC 60255-24，IEEE 1588《精確時(shí)間協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)》已轉(zhuǎn)化為IEC 61850-9-3等［16］。由歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CENELEC）于2018年6月批準(zhǔn)的BS／EN 50491-12-1歐盟標(biāo)準(zhǔn)則著重從用戶角度定義了用戶能源管理器CEM（Customer Energy Manager）與智能樓宇內(nèi)智能設(shè)備之間應(yīng)用接口的一般要求和體系結(jié)構(gòu)［17］。

我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司也派員參與了SG3 和IEEE P2030 工作組的標(biāo)準(zhǔn)研究工作，組織或參與制定的標(biāo)準(zhǔn)分別歸口IEC-SMB 和IEEE-SA。同時(shí)，國(guó)家電網(wǎng)公司成立了智能電網(wǎng)技術(shù)體系研究專家工作組，在梳理八大類共779 項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和772 項(xiàng)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，于2010年6月底發(fā)布了《國(guó)家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》（下文簡(jiǎn)稱為《規(guī)劃》），用于指導(dǎo)國(guó)家電網(wǎng)公司堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制，并取得了積極反響?！兑?guī)劃》涵蓋了綜合與規(guī)劃、智能發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、智能調(diào)度和信息通信這8個(gè)專業(yè)分支，26個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，92個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列的若干具體標(biāo)準(zhǔn)，包含274 項(xiàng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中有168 項(xiàng)電網(wǎng)智能化標(biāo)準(zhǔn)［18］。全部標(biāo)準(zhǔn)的制定工作已于2014年基本完成。

另外，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（NIST）、日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)?。∕ETI）等國(guó)際組織或機(jī)構(gòu)，以及德國(guó)、意大利、圣地亞哥、澳大利亞和韓國(guó)等世界主要國(guó)家也對(duì)輸配電系統(tǒng)廣域感知、需求響應(yīng)及管理、智能及自動(dòng)化樓宇、電氣化交通、高級(jí)量測(cè)和電動(dòng)汽車等智能電網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定工作給予了重點(diǎn)關(guān)注，并不斷推進(jìn)其發(fā)展［19-20］。

1.3 可再生能源標(biāo)準(zhǔn)

無論是智能電網(wǎng)還是能源互聯(lián)網(wǎng)，均以高效大規(guī)?？稍偕茉聪{或輸送為重要導(dǎo)向［21］。2016年7月，美國(guó)紐約州公共服務(wù)委員會(huì)（PSC）正式批準(zhǔn)CES 清潔能源標(biāo)準(zhǔn)，明確承認(rèn)核電廠的“零”碳排放，這意味著紐約州到2030 年將實(shí)現(xiàn)50%的可再生能源電力來源。而國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行可再生能源標(biāo)準(zhǔn)主要集中在發(fā)電、儲(chǔ)能及其相關(guān)設(shè)備方面，例如IEC／TS 62257《農(nóng)村電氣化用小型可再生能源和混合系統(tǒng)的建議》、IEEE 1561《遠(yuǎn)程混合動(dòng)力系統(tǒng)中鉛酸電池性能和壽命優(yōu)化指南》、GB／T 50801—2013《可再生能源建筑應(yīng)用工程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》等［22-24］，鮮有大規(guī)?？稍偕茉醇皟?chǔ)能并網(wǎng)、運(yùn)行控制及與系統(tǒng)互動(dòng)等方面的要求和規(guī)范［25］。

2016 年，由國(guó)家電網(wǎng)公司牽頭編制的IEC 標(biāo)準(zhǔn)《分布式電源與電網(wǎng)互聯(lián)》正式獲批，填補(bǔ)了IEC 分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的空白，將為引導(dǎo)世界范圍內(nèi)可再生電源與電網(wǎng)優(yōu)化互動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮重要的作用。目前，IEC 和IEEE 正在不斷繼續(xù)推進(jìn)可再生能源并網(wǎng)類標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，如IEC／TS 62738 系列、IEC 61400 系列以及IEEE 1547 系列和IEEE P2030系列等，分別對(duì)光伏及風(fēng)電并網(wǎng)設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)試、儲(chǔ)能接入和互操作進(jìn)行了規(guī)范［13，26］。事實(shí)上，在可再生能源大規(guī)模開發(fā)環(huán)境的驅(qū)動(dòng)下，英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、加拿大、巴西、丹麥和西班牙等國(guó)家均已制定了自身的可再生能源并網(wǎng)規(guī)程或發(fā)展計(jì)劃。

2018 年10 月30 日，我國(guó)國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)了《清潔能源消納行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020 年）》，其中明確要求：到2020 年，基本解決清潔能源消納問題，確保全國(guó)平均風(fēng)電、光伏和水能利用率均達(dá)到95%以上；全國(guó)核電實(shí)現(xiàn)安全保障性消納［27］。這就需要多措并舉，科學(xué)調(diào)整可再生能源發(fā)展規(guī)劃，建立健全除發(fā)電和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)外的中長(zhǎng)期電力交易中非水可再生能源的電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和核算標(biāo)準(zhǔn)，完善電力現(xiàn)貨市場(chǎng)準(zhǔn)入、多種能源聯(lián)合運(yùn)行調(diào)度以及煤改清潔能源等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 電網(wǎng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)

電網(wǎng)互聯(lián)能夠有效實(shí)現(xiàn)源荷供需結(jié)構(gòu)優(yōu)化，增強(qiáng)資源配置的精度和靈活性，同時(shí)能夠協(xié)調(diào)不同區(qū)域自身的容量約束，平衡必要的緊急功率支援，提升整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平。電網(wǎng)互聯(lián)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要涉及互聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性分析、監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、控制與保護(hù)、調(diào)度與交易等方面。

IEEE 針對(duì)電網(wǎng)互聯(lián)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定開展了大量的工作。在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面，IEEE P1110 系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)同步發(fā)電機(jī)的直軸、交軸模型和暫態(tài)電抗模型進(jìn)行了詳細(xì)分類，給出了發(fā)電機(jī)／系統(tǒng)接口的基本概念和數(shù)學(xué)方程，概括了系統(tǒng)穩(wěn)定性的屬性判定、辨識(shí)方法和模型應(yīng)用場(chǎng)景［28］；IEEE P421系列標(biāo)準(zhǔn)描述了包含激勵(lì)限值和輔助控制在內(nèi)的、適用于大電網(wǎng)穩(wěn)定性分析的勵(lì)磁系統(tǒng)控制器模型，使現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)成為控制器參數(shù)獲取的重要手段［29］。在電能質(zhì)量方面，提出了IEEE P1159《電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)推薦實(shí)施規(guī)程草案》系列標(biāo)準(zhǔn)、IEEE P1250《用于識(shí)別和改善電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的指南草案》系列標(biāo)準(zhǔn)以及IEEE P519《電力系統(tǒng)諧波控制的建議實(shí)施規(guī)程和要求草案》系列標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)近30 項(xiàng)。在控制與保護(hù)方面，提出了IEEE 94—1991《電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制定義推薦標(biāo)準(zhǔn)》、IEEE 1676—2010《用于輸配電系統(tǒng)的大功率（1 MW 以上）電子器件控制架構(gòu)指南》、IEEE 1826—2012《100 kW 以上額定功率分區(qū)配電系統(tǒng)的電力電子開放系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)》以及“電力系統(tǒng)保護(hù)試驗(yàn)”IEEE C37系列標(biāo)準(zhǔn)（其中部分標(biāo)準(zhǔn)在原有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂，如IEEE C37.17—2012 標(biāo)準(zhǔn)在ANSI C37.17—1997 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂；部分標(biāo)準(zhǔn)已轉(zhuǎn)化為IEC 標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE C37.111—2013 標(biāo)準(zhǔn)已轉(zhuǎn)化為IEC 60255-24標(biāo)準(zhǔn)（2.0 版））等。部分現(xiàn)行IEEE C37 系列標(biāo)準(zhǔn)見附錄中表A1。在電網(wǎng)互聯(lián)方面，IEC 主要制定了電磁兼容方面的IEC 61000 系列標(biāo)準(zhǔn)以及包含歐洲和北美2 個(gè)分支的電力市場(chǎng)方面的IEC 62325 系列標(biāo)準(zhǔn)［13］。歐盟各國(guó)現(xiàn)行電力系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)和電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分別為NGC SQSS和EN 50160—2007，電力系統(tǒng)運(yùn)行的聯(lián)絡(luò)線控制性能評(píng)價(jià)類CPS（Control Per‐formance Standards）系列標(biāo)準(zhǔn)在北美洲影響廣泛［26］。

我國(guó)在電網(wǎng)運(yùn)行控制方面主要參考北美CPS系列標(biāo)準(zhǔn)，形成了以GB／T 31464—2015《電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則》、GB／T 35682—2017《電網(wǎng)運(yùn)行控制數(shù)據(jù)規(guī)范》、DL 755—2001《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》、DL／T 1092—2008《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)通用技術(shù)條件》等為代表的電力系統(tǒng)安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)體系；在電能質(zhì)量方面，制定了包括GB 12325—2008、GB／T 35726—2017、NB／T 31005—2011等17個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)系列及包括DL／T 1053—2007、DL／T 1194—2012、DL／T 1208—2013等7個(gè)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)系列；在電力市場(chǎng)方面，制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T 2900.87—2011及DL／Z 885—2004、DL／T 1008—2006、DL／T 1033.12—2006這3個(gè)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)系列。

1.5 電力信息通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

電力信息通信技術(shù)是電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐，電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)水平關(guān)系“萬物互聯(lián)”和“全面協(xié)同”的成敗，因此以標(biāo)準(zhǔn)化手段提高電力通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和服務(wù)質(zhì)量，已成為促進(jìn)行業(yè)規(guī)范管理、推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)高效發(fā)展的重要保障［30］。

在公網(wǎng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的研究方面，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）、ITU-T 和中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（CCSA）等機(jī)構(gòu)或組織走在了前列［31］，而隨著智能電網(wǎng)概念的興起，電力信息通信技術(shù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究受到了越來越多的關(guān)注和重視。

目前，IEC 共成立了13 個(gè)與信息通信技術(shù)直接相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作組，尤其是于1987 年與ISO 共同建立的JTC1 聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)，代替了TC97 工作組專門從事信息技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，制定了ISO／IEC 26907《信息技術(shù) 系統(tǒng)間通信和信息交換》系列、ISO／IEC 8208《信息技術(shù) 系統(tǒng)間的電信和信息交換》系列、ISO／IEC 15423《信息技術(shù)自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)》系列等逾百類相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其秘書處設(shè)在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ANSI）。依托ISO／IEC 8802-3和ISO 9506-1、ISO 9506-2 標(biāo)準(zhǔn)，IEC 建立了以IEC 61850 為廠站（子站）端基礎(chǔ)、以IEC 61968和IEC 61970為主站（控制中心）端基礎(chǔ)、以IEC 62351 為信息安全基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)［32］。2017年初，IEC《IoT 2020：智能安全的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)》白皮書發(fā)布，闡述了智能安全物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的“平臺(tái)的平臺(tái)”化概念，其中第五代蜂窩接入系統(tǒng)（5G）標(biāo)準(zhǔn)、下一代衛(wèi)星／裝置間通信傳輸層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠升級(jí)至新連接標(biāo)準(zhǔn)能力的標(biāo)準(zhǔn)被確立為信息通信領(lǐng)域重要的未來標(biāo)準(zhǔn)［33］。

1991年7月，我國(guó)電力行業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱為信息標(biāo)委會(huì)）成立，其始終致力于為電力行業(yè)制定基礎(chǔ)性共用的電力信息標(biāo)準(zhǔn)。目前，信息標(biāo)委會(huì)下設(shè)信息規(guī)劃設(shè)計(jì)、信息應(yīng)用系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等10個(gè)工作組，其標(biāo)準(zhǔn)體系收錄了7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列，共1 382 項(xiàng)，包括279 項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、344 項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、759項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，另外還有27項(xiàng)在研標(biāo)準(zhǔn)［34］。信息標(biāo)委會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)體系分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖1。

圖1 信息標(biāo)委會(huì)收錄標(biāo)準(zhǔn)的分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果Fig.1 Classified statistical results of standards recorded by Information Standardization Technical Committee

2018 年12 月10 日，信息標(biāo)委會(huì)印發(fā)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電力物聯(lián)網(wǎng)信息通信總體架構(gòu)（征求意見稿）》，從概述、實(shí)體描述和接口3 個(gè)方面分別對(duì)PIoT 的通信和信息架構(gòu)進(jìn)行了全面闡述，對(duì)指導(dǎo)PIoT 信息通信標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)具有重要的意義［35］。

2 PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 需求分析及設(shè)計(jì)原則

2.1.1 PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系需求分析

全面推進(jìn)“新基建”重點(diǎn)項(xiàng)目，加快具有中國(guó)特色、國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建設(shè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一是：建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)廣域數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、信息檢索和通信，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成和互操作，并具有安全、隱私和可信等特征的PIoT。這是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力行業(yè)的具體應(yīng)用落地，二者的關(guān)鍵都是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高效的信息采集、傳遞和處理，其最本質(zhì)的區(qū)別則在于應(yīng)用場(chǎng)景的不同。PIoT的發(fā)展目標(biāo)就是使物聯(lián)網(wǎng)成為基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)無處不在的電以及無處不在的連接。

PIoT 是充分應(yīng)用“大-云-物-移-智-鏈”等現(xiàn)代信息通信技術(shù)的全業(yè)態(tài)智慧服務(wù)系統(tǒng)，PIoT 建設(shè)應(yīng)以廣域感知為基礎(chǔ)，以高效信息通信為媒介，通過物聯(lián)管理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一規(guī)?；尤?，并以中臺(tái)聚合復(fù)用數(shù)據(jù)提供全面共性的電力服務(wù)，將在統(tǒng)一感知、實(shí)物ID 應(yīng)用、營(yíng)配貫通、鏈?zhǔn)轿镔Y供應(yīng)、精準(zhǔn)主動(dòng)搶修、虛擬電廠、一站式智慧能源服務(wù)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用以及新能源云、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，為電網(wǎng)企業(yè)和新興業(yè)務(wù)主體賦能服務(wù)。

建立PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系首先要了解電力企業(yè)當(dāng)前的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，深入分析不同專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化需求，明確標(biāo)準(zhǔn)短板和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)差異，順應(yīng)PIoT發(fā)展趨勢(shì)，全方位、多角度地契合和指導(dǎo)生產(chǎn)發(fā)展實(shí)際。根據(jù)文獻(xiàn)［33］中的ITU-T Y.2060 概述，PIoT 的主體架構(gòu)也應(yīng)包括設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)和應(yīng)用支持層以及應(yīng)用層4 個(gè)層級(jí)。梳理分析PIoT 所包含4 個(gè)層級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)化需求，具體如下。

（1）在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下，設(shè)備層業(yè)務(wù)終端有各自的技術(shù)、功能、檢測(cè)等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但標(biāo)準(zhǔn)差異較大。業(yè)務(wù)終端的邊緣計(jì)算能力已逐漸受到重視并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，但業(yè)務(wù)終端的標(biāo)準(zhǔn)化工作尚未開展。

（2）從技術(shù)功能角度來看，網(wǎng)絡(luò)層可分為傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、接入網(wǎng)3層。為了支撐PIoT 海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接入和傳輸需求，在平臺(tái)和終端裝置間實(shí)現(xiàn)“高寬帶、低時(shí)延、廣覆蓋、大連接”的一體化全業(yè)態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)勢(shì)在必行。

（3）服務(wù)和應(yīng)用支持層也可稱為平臺(tái)層，其主要涉及物聯(lián)管理平臺(tái)、資源和數(shù)據(jù)中臺(tái)、人工智能平臺(tái)及云平臺(tái)等，除云平臺(tái)已有系列標(biāo)準(zhǔn)（例如于2020年3 月1 日實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T 37740—2019《信息技術(shù)云計(jì)算云平臺(tái)間應(yīng)用和數(shù)據(jù)遷移指南》）外，其他三者目前均未有任何國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。隨著PIoT 建設(shè)的規(guī)劃與開展，應(yīng)盡快開展相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定或修訂工作。

（4）對(duì)于電力企業(yè)而言，PIoT的應(yīng)用層主要分為內(nèi)部業(yè)務(wù)和外部業(yè)務(wù)兩方面。其中內(nèi)部業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)比較完善，包括電網(wǎng)運(yùn)行、企業(yè)經(jīng)營(yíng)、客戶服務(wù)等；外部業(yè)務(wù)中的電動(dòng)汽車充換電、分布式能源及其并網(wǎng)方面也已完成標(biāo)準(zhǔn)制定工作，而智慧能源綜合服務(wù)、新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)、光伏云網(wǎng)、客戶用能服務(wù)平臺(tái)等新興業(yè)務(wù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)亟待制定。

2.1.2 PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系設(shè)計(jì)原則

GB／T 13016—1991《標(biāo)準(zhǔn)體系表編制原則和要求》要求標(biāo)準(zhǔn)體系的研究與編制要做到全面性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性、預(yù)見性、可擴(kuò)充性5 個(gè)方面［36］。文獻(xiàn)［13］借鑒生物學(xué)“門-綱-目-科-屬-種”的分類體系，將標(biāo)準(zhǔn)體系的架構(gòu)原則概括為系統(tǒng)性、繼承性和擴(kuò)展性3 個(gè)方面。而文獻(xiàn)［37］則將標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的價(jià)值性原則劃分為開放性、協(xié)調(diào)性、先進(jìn)性、系統(tǒng)性和實(shí)用性5個(gè)方面。

雖然上述標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則的具體分類方法不同，但根本思想是一致的、相通的，其重點(diǎn)在于：標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)要能夠達(dá)到橫向標(biāo)準(zhǔn)分類全面、縱向上層指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)和下層支撐標(biāo)準(zhǔn)齊全，體系完善；要保證體系內(nèi)、外標(biāo)準(zhǔn)邏輯清晰且相互協(xié)調(diào)，避免同一體系或不同體系下同領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象及標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容交叉、重復(fù)或矛盾；要能夠適應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的需求變化和技術(shù)創(chuàng)新，做到動(dòng)態(tài)更新，持續(xù)改進(jìn)，保持必要的先進(jìn)性。除以上通用原則外，PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系制定還應(yīng)突出電力行業(yè)特色，滿足PIoT 相關(guān)政策和技術(shù)的發(fā)展需要，因此需另外考慮以下幾點(diǎn)要求。

（1）政策先導(dǎo)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)要全面貫徹新發(fā)展理念，堅(jiān)持落實(shí)“四個(gè)革命、一個(gè)合作”國(guó)家能源安全新戰(zhàn)略，堅(jiān)決履行電力體制改革和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革義務(wù)，持續(xù)推動(dòng)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型，推動(dòng)智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)和PIoT長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

（2）依托主業(yè)，全面高效。PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)要緊密圍繞主業(yè)主責(zé)，充分引入互聯(lián)網(wǎng)思維和市場(chǎng)化理念，兼顧電力生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)，以擴(kuò)大終端覆蓋、提升傳輸支撐、強(qiáng)化數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理和綜合應(yīng)用、改善服務(wù)質(zhì)量、確保電網(wǎng)安全高效運(yùn)行為重要目標(biāo)，使PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系真正實(shí)現(xiàn)“橫向互聯(lián)、縱向貫通”，引領(lǐng)和指導(dǎo)上下游企業(yè)及用戶實(shí)現(xiàn)價(jià)值共創(chuàng)、互利共贏。

（3）經(jīng)濟(jì)實(shí)用，聚焦價(jià)值。PIoT標(biāo)準(zhǔn)制定的關(guān)鍵是堅(jiān)持需求導(dǎo)向，明確標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)需求的實(shí)際內(nèi)容或修訂理由，聚焦價(jià)值作用發(fā)揮，充分考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和基層應(yīng)用的便捷性，在實(shí)用、實(shí)效上下功夫；加強(qiáng)PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系實(shí)體建設(shè)，推動(dòng)實(shí)體標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用。

2.2 PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法

PIoT 的相關(guān)研究起步不久，其標(biāo)準(zhǔn)體系尚屬空白。與能源互聯(lián)網(wǎng)類似，PIoT 同樣以智能電網(wǎng)為核心技術(shù)基礎(chǔ)，且目前國(guó)內(nèi)各科研機(jī)構(gòu)在研究PIoT 的過程中仍沿用智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系。隨著PIoT的不斷發(fā)展、推進(jìn)，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)框架難以滿足快速增長(zhǎng)、變化的新興業(yè)務(wù)需求，因此適時(shí)在已有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，啟動(dòng)PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系的制定工作勢(shì)在必行。

PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法論的實(shí)質(zhì)是電力企業(yè)、電力用戶和未來可能參與電力生產(chǎn)、電力交易的各個(gè)實(shí)體在逐步探索PIoT 發(fā)展的過程中，提升自身認(rèn)知水平根本方法的綜合，是所需標(biāo)準(zhǔn)的合理組成方案和建立的標(biāo)準(zhǔn)資源的集合［38］。統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系是保障PIoT 產(chǎn)能高效發(fā)揮的關(guān)鍵，也是保障PIoT 技術(shù)先進(jìn)性的重要基礎(chǔ)。基于標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建方法論確立的標(biāo)準(zhǔn)體系全壽命周期邏輯應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)體系全壽命周期過程的全面覆蓋性和多種類型標(biāo)準(zhǔn)體系的普遍適用性，同時(shí)還應(yīng)兼具嚴(yán)格的流程化、結(jié)構(gòu)化特征。

在PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建過程中，應(yīng)首先考慮體系的目標(biāo)對(duì)象以及影響體系結(jié)構(gòu)框架的橫向和縱向因素。橫向因素決定了標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)象需要實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的“面”，即范圍維度，以及在標(biāo)準(zhǔn)化同一對(duì)象上可選擇的范圍，即類別維度；而縱向因素則定位了標(biāo)準(zhǔn)體系整體水平的高低程度，即水平維度，涵蓋了技術(shù)水平和管理水平2 個(gè)層面。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系目標(biāo)對(duì)象分析的三維關(guān)系（2個(gè)橫向因素和1個(gè)縱向因素），參考現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系，確定PIoT 的核心標(biāo)準(zhǔn)或核心領(lǐng)域，進(jìn)而建立細(xì)化的PIoT 全要素概念模型，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體系的需求和現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、可再生能源、電網(wǎng)互聯(lián)以及電力信息通信等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的適用性進(jìn)行分析，最終確定PIoT 的標(biāo)準(zhǔn)框架［37］。PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建方法如圖2所示。

圖2 PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建方法Fig.2 Construction method of PIoT standard system

2.2.2 全要素概念模型

根據(jù)業(yè)務(wù)層次和隸屬關(guān)系，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的需求和原則，可以對(duì)PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行細(xì)致的劃分和歸納。本文參考現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃方案和技術(shù)發(fā)展路線圖，將其所包含的龐大、復(fù)雜、且相互關(guān)聯(lián)的各專業(yè)領(lǐng)域及其相關(guān)子域打破重組，“先破后立”，建立以PIoT 主體架構(gòu)的4 個(gè)層級(jí)為基礎(chǔ)的PIoT全要素概念模型。

PIoT 全要素概念模型如圖3 所示，分為感知控制域、物聯(lián)集總域、網(wǎng)絡(luò)通信域和用戶域4個(gè)領(lǐng)域。

圖3 PIoT全要素概念模型Fig.3 Total element conceptual model of PIoT

（1）感知控制域是各類獲取感知對(duì)象信息與操控對(duì)象的系統(tǒng)集合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物理對(duì)象的本地化感知、協(xié)同和操控，并為其他領(lǐng)域提供遠(yuǎn)程管理和服務(wù)接口，包括邊緣物聯(lián)代理和感知控制系統(tǒng)2個(gè)子域。

（2）物聯(lián)集總域是實(shí)現(xiàn)PIoT 運(yùn)行維護(hù)監(jiān)控、信息和數(shù)據(jù)資源交換共享、信息和服務(wù)集中交易的系統(tǒng)集合，能夠?qū)Ω兄獢?shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)以及服務(wù)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、處理和協(xié)同，并為PIoT 的信息流、服務(wù)流、資金流交換提供保障，包括物聯(lián)管理系統(tǒng)、業(yè)務(wù)中臺(tái)和數(shù)據(jù)中臺(tái)3個(gè)子域。

（3）網(wǎng)絡(luò)通信域是PIoT 的重要基礎(chǔ)，用于實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接入和傳輸需求，并接駁其他3 個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)PIoT 的多領(lǐng)域協(xié)作，具有強(qiáng)大的紐帶作用，其包括傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和接入網(wǎng)3個(gè)子域。

（4）用戶域是不同類型PIoT 用戶和用戶系統(tǒng)的集合，是PIoT 的用戶接口，通過分析處理后的數(shù)據(jù)為用戶提供豐富的特定服務(wù)。需要說明的是，只要涉及“人機(jī)交互”的應(yīng)用都可以歸入用戶域的范疇，從電力企業(yè)角度可將其分為內(nèi)部用戶業(yè)務(wù)和外部用戶業(yè)務(wù)2 類。由于用戶域涵蓋的具體業(yè)務(wù)非常廣泛，且包括許多新興（包括正在出現(xiàn)的）業(yè)務(wù)形式，其標(biāo)準(zhǔn)制定很難面面俱到，因此本文從技術(shù)角度將用戶域概括為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)建模、多源信息融合和全業(yè)態(tài)物聯(lián)應(yīng)用3個(gè)子域。

2.3 現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)適用性分析

標(biāo)準(zhǔn)的適用性分析是為了充分利用已有標(biāo)準(zhǔn)資源而進(jìn)行的一項(xiàng)重要的甄別性工作，由于PIoT 屬于創(chuàng)建型標(biāo)準(zhǔn)體系，因此其適用性分析范圍僅限于PIoT體系外的國(guó)內(nèi)和國(guó)際／國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的適用性分析包括分析標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)施對(duì)象的適用性、分析標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的適用性兩方面［37］。

分析標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)施對(duì)象的適用性就是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)名稱進(jìn)行“初篩”（篩選結(jié)果見第1 節(jié)），確定以物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、可再生能源、電網(wǎng)互聯(lián)及電力信息通信技術(shù)5 個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)作為PIoT 標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比對(duì)象；關(guān)于分析標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的適用性，本文采用如圖4 所示的全標(biāo)準(zhǔn)矩陣判別方法，在給出與目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的適用性分析項(xiàng)、判據(jù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上［37］，設(shè)定縱坐標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)對(duì)象，橫坐標(biāo)為現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的待分析項(xiàng)，矩陣中的元素表示根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象對(duì)相應(yīng)分析項(xiàng)的適用性判定意見而進(jìn)行分區(qū)的具體標(biāo)準(zhǔn)。圖中，元素集A為僅隸屬于目標(biāo)對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)集合，為需制定的標(biāo)準(zhǔn)；元素集B 為僅隸屬于待分析項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)集合，其中除無關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外還包含部分修訂后可采用的標(biāo)準(zhǔn)，即元素集D所包含的標(biāo)準(zhǔn)；元素集C 為交叉集，既屬于目標(biāo)對(duì)象，又屬于待分析項(xiàng)，為可直接采用的標(biāo)準(zhǔn)；E為無關(guān)元素集。本文所提全標(biāo)準(zhǔn)矩陣判別方法能有效地清理問題標(biāo)準(zhǔn)，輔助主觀判斷，提供標(biāo)準(zhǔn)再利用依據(jù)，在一定程度上提高了標(biāo)準(zhǔn)適用性分析工作的效率。

對(duì)于篩定的5 個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比對(duì)象而言，其均屬于與PIoT 關(guān)聯(lián)程度很高的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)體系中都有很大一部分標(biāo)準(zhǔn)可直接吸收到PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)中，例如物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系中的智能傳感標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系中的高級(jí)量測(cè)體系標(biāo)準(zhǔn)和電能替代標(biāo)準(zhǔn)等。這些現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的直接引入避免了部分標(biāo)準(zhǔn)制定流程的重復(fù)執(zhí)行，在一定程度上節(jié)省了人力、物力的投入。同時(shí)，為了適應(yīng)PIoT 的特定需要，上述現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系中也存在需要修訂的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，例如電網(wǎng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)體系中的IEC 61850 和IEEE C37.233 標(biāo)準(zhǔn)、智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系中的IEC 62052-53 和IEC 62055 標(biāo)準(zhǔn)等。當(dāng)然還有部分領(lǐng)域的PIoT標(biāo)準(zhǔn)尚屬空白，需開展制定。

本節(jié)僅針對(duì)現(xiàn)有PIoT 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的適用性進(jìn)行了定性的概括說明，并未給出詳細(xì)的理論或量化分析，也未說明標(biāo)準(zhǔn)能否納入PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系的具體技術(shù)原則。事實(shí)上，要實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)適用性的精確分析是困難的，主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面。

（1）現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)樣本過于龐大，很難完全統(tǒng)計(jì)，因此在對(duì)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)施對(duì)象的適用性研究過程中，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)待分析項(xiàng)的選取類似于“抽樣”過程，無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對(duì)象相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的全部篩選，縮減了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)待分析項(xiàng)的樣本空間，導(dǎo)致樣本缺失。例如：圖4 中無關(guān)元素集E 并不包含在待分析項(xiàng)范圍內(nèi)，但其中可能含有與元素集D等價(jià)的修訂后可采用的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）若要量化現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)待分析項(xiàng)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的適應(yīng)程度，就要制定正確及精確的標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性指標(biāo)判別依據(jù)，包括標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象期望指標(biāo)等。而指標(biāo)判別依據(jù)的制定目前大多以主觀因素為主導(dǎo)，尚無科學(xué)全面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)架

根據(jù)PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建需求和原則以及全要素概念模型的劃分方法，并參考對(duì)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的“篩選結(jié)果”，本文設(shè)計(jì)了包括另外增設(shè)的通用共性標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的5個(gè)專業(yè)領(lǐng)域、16個(gè)子域、41個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列、若干條具體標(biāo)準(zhǔn)的四層級(jí)PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)架（見附錄中圖A1），用于指導(dǎo)和規(guī)范PIoT相關(guān)的科學(xué)研究、實(shí)踐創(chuàng)新和技術(shù)開發(fā)。

通用共性標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域包括術(shù)語及定義、通用符號(hào)、總體要求、全要素概念模型、規(guī)范用例5 個(gè)子域，描述了PIoT 相關(guān)的電力設(shè)備、信息通信網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用場(chǎng)景等要素的通用屬性，是整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系的概括。感知控制域、物聯(lián)集總域、網(wǎng)絡(luò)通信域和用戶域4 個(gè)領(lǐng)域的基本特點(diǎn)和地位以及相應(yīng)子域的分布已在2.2.2節(jié)說明，此處不再贅述。

PIoT的技術(shù)定位是貫穿發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)控、保護(hù)等各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域或電力生產(chǎn)全壽命周期的智慧能源生態(tài)系統(tǒng)，重點(diǎn)突出廣域設(shè)備應(yīng)用和全業(yè)態(tài)電力服務(wù)，因此各子域下屬的標(biāo)準(zhǔn)系列中的很大一部分是直接將作為PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系核心的物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)吸收采用或在其基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂后采用，如物聯(lián)代理、邊緣計(jì)算、傳感器網(wǎng)絡(luò)以及中臺(tái)技術(shù)、云技術(shù)等；發(fā)展PIoT 的本質(zhì)應(yīng)該是應(yīng)用于電力行業(yè)的信息通信技術(shù)的一次重大革命，將北斗衛(wèi)星通信、低軌衛(wèi)星組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等目前最先進(jìn)的理念和技術(shù)應(yīng)用于電力生產(chǎn)全過程，能夠有效促進(jìn)和推動(dòng)整個(gè)電力工業(yè)生產(chǎn)、消費(fèi)、服務(wù)形態(tài)的巨大轉(zhuǎn)變；PIoT也是解決可再生能源并網(wǎng)消納、改善傳統(tǒng)電力供需交易結(jié)構(gòu)、提高電力用戶主動(dòng)參與程度、實(shí)現(xiàn)電力需求響應(yīng)的有效手段，因此可再生能源和電網(wǎng)互聯(lián)的部分現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也被直接吸收或修訂后采納并應(yīng)用于相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)系列，例如可再生能源方面的IEC 61400、IEC 62116、IEEE 1547 等，電網(wǎng)互聯(lián)方面的IEC 60255、IEEE C37.90 等。另外，為了適應(yīng)PIoT 的自身特點(diǎn)和需求，除直接吸收或修訂后采用的標(biāo)準(zhǔn)外，還有一部分標(biāo)準(zhǔn)需重新制定，這部分標(biāo)準(zhǔn)主要分布在網(wǎng)絡(luò)通信域和用戶域這2 個(gè)子域，大多為隸屬于各標(biāo)準(zhǔn)系列的具體標(biāo)準(zhǔn)，例如可歸屬于電力無線專網(wǎng)的信息互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)、可歸屬于面向個(gè)人應(yīng)用的分布式能源即插即用標(biāo)準(zhǔn)等。

鑒于整個(gè)PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系涉及的各級(jí)、各類具體標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量眾多，尚無法逐一列出，本文僅給出考慮到標(biāo)準(zhǔn)系列層級(jí)的PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)架，見附錄中圖A1。

3 PIoT標(biāo)準(zhǔn)化工作建議

全面推進(jìn)PIoT、PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，能有效加強(qiáng)信息通信技術(shù)創(chuàng)新與電力生產(chǎn)深度融合，適應(yīng)電力新業(yè)態(tài)發(fā)展需求，能有效促進(jìn)電力服務(wù)提質(zhì)增效。目前，PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)剛剛起步，正處于探索階段。因此，應(yīng)緊密圍繞行業(yè)發(fā)展方向，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，通過以下四方面途徑促進(jìn)PIoT標(biāo)準(zhǔn)化工作強(qiáng)化提升。

（1）關(guān)注重點(diǎn)，力求全面。深入開展PIoT 標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)需求分析，梳理現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)開展關(guān)鍵領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)研究，建立覆蓋全面的PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系；緊密跟蹤PIoT 技術(shù)相關(guān)的最新前沿成果，持續(xù)開展頂層設(shè)計(jì)，加強(qiáng)動(dòng)態(tài)更新，堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)。

（2）高效協(xié)同，科學(xué)公開。著力突破傳統(tǒng)體制機(jī)制束縛，加快和完善PIoT 標(biāo)準(zhǔn)管理平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)歸口PIoT 標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研、立項(xiàng)、申報(bào)、質(zhì)監(jiān)、發(fā)布、宣貫以及管理等工作高度兼容，保證PIoT 標(biāo)準(zhǔn)信息實(shí)時(shí)公開、共通共享。

（3）成果轉(zhuǎn)化，加強(qiáng)培育。加快PIoT 研究成果轉(zhuǎn)化，持續(xù)推進(jìn)新方法、新技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用落地；就PIoT 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃的中長(zhǎng)期關(guān)鍵問題和核心方向深入開展理論和實(shí)踐研究，給出具體建議，有重點(diǎn)、有計(jì)劃地開展標(biāo)準(zhǔn)培育。

（4）國(guó)際合作，開放共享。積極組織專家學(xué)者參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，充分分析和梳理國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)缺失，科學(xué)建立標(biāo)準(zhǔn)化成果開放共享機(jī)制，努力推動(dòng)關(guān)鍵領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化轉(zhuǎn)化，推進(jìn)成果“走出去”，提升我國(guó)在PIoT領(lǐng)域的國(guó)際影響力。

4 結(jié)語

PIoT 是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)代先進(jìn)信息通信技術(shù)在電力行業(yè)的一次重要實(shí)踐，PIoT 的提出和推進(jìn)為智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來新契機(jī)。而標(biāo)準(zhǔn)體系是指導(dǎo)PIoT 發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化工作在一定程度上決定了PIoT 最終的發(fā)展高度。本文基于PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)需求和原則，初步提出了包括通用共性標(biāo)準(zhǔn)、感知控制域、物聯(lián)集總域、網(wǎng)絡(luò)通信域和用戶域5個(gè)專業(yè)領(lǐng)域、16個(gè)子域、41個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列的四層級(jí)PIoT標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)架，并圍繞行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)、發(fā)展方向，對(duì)PIoT 標(biāo)準(zhǔn)化工作的實(shí)施和推進(jìn)提出了合理化的建議。需說明的是，本文所提PIoT 標(biāo)準(zhǔn)體系尚不夠全面，還需進(jìn)一步研究更加細(xì)致的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

附錄見本刊網(wǎng)絡(luò)版（http：//www.epae.cn）。