OpenADR通信协议扩展与应用研究

资源与环境的双重压力将全球电力行业带入了智能电网时代。作为智能电网框架下的重要互动资源,建设具有信息化、自动化和互动化特征的智能电网对需求响应(Demand Response, DR)提出新的要求。开放自动需求响应通信规范(Open Automated Demand Response Communications Specification,OpenADR)作为美国最新的研究成果,为需求响应的发展指明了方向,也通过一系列的试点和测试验证了其在Auto-DR领域的可行性和有效性。但是,一方面,OpenADR在信息模型和接口等方面不完全符合IEC标准规范,与现有基于公共信息模型(Common Information Model, CIM)的电力系统的兼容性有待提升；另一方面,OpenADR信息模型并不能完全满足DR业务场景发展的需求。因此,亟需对OpenADR通信协议进行扩展。本文在研究分析OpenADR通信协议的基础上,针对其信息模型进行深入研究。通过对现有CIM模型包和类的全面概括描述和差异化分析,研究OpenADR融入CIM的具体方法。然后根据XML Schema和UML类图之间的映射关系,将基于XML Schema格式的OpenADR信息模型转换成符合IEC CIM标准规范的UML模型。在此基础上,对OpenADR信息模型进行筛选和分类,按照CIM建模方法将OpenADR类划分为六个包,并建立各个包之间的依赖关系。依次将OpenADR信息模型六个包中的类与CIM中现有的类进行对比分析,对于OpenADR可映射到CIM且属性完全相同的类和OpenADR映射到CIM但属性相对较少的类,则直接采用CIM类；对于OpenADR可映射到CIM且属性不完全相同的类,则在继承自CIM类的基础上,增加新的属性；对于OpenADR中独有的类直接保留；对于OpenADR中没有但实际DR业务需要的类,则直接对OpenADR类进行扩展,并建立新的关联关系。最终形成基于CIM的OpenADR扩展。对OpenADR进行扩展,建立基于CIM的OpenADR信息模型,目的是使OpenADR更普遍更有效地应用到实际对象中。本文在OpenADR现有相关应用的基础上,分析基于CIM的OpenADR信息模型在将需求响应主要功能从优化电能配置拓展到为系统提供实时辅助服务方面的重要性,并结合具体的DR消息实例,分析OpenADR扩展在电力系统应用集成和扩展CIM应用方面的应用。通过研究,本文提出了基于CIM的OpenADR扩展,并给出了其相对于扩展之前的优越性,一方面对基于OpenADR的Auto-DR的发展方向具有一定的指导价值；另一方面,为制定需求响应国际标准及技术路线提供依据。