结合需求响应业务发展对标准化工作的实际需求，分析了需求响应标准体系架构，详细总结了现有的需求响应关键标准，并对部分关键标准的主要内容进行了介绍，希望能够在支撑需求响应领域标准制定、推动需求响应相关产业发展、提升需求响应标准国际化竞争力方面发挥指导作用。
当前我国正处于经济较快发展阶段，长期来看，全国电力供需仍总体偏紧，且受极端天气等因素影响，部分地区依旧存在缺电现象。发展需求响应，通过挖掘需求侧调荷能力，利用电力需求弹性来降低高峰时段电力负荷，对缓解电力供需紧张局面具有重要意义。2010年以来，我国政府陆续出台了《电力需求侧管理办法》、《有序用电管理办法》、《电力需求侧管理城市综合试点工作中央财政奖励资金管理暂行办法》等政策法规，为实施需求响应（demandresponse，DR）提供了必要的政策支持。同时，为加强电力需求侧管理、完善电力应急机制，我国在江苏、北京、上海、天津等地陆续开展DR试点工作，有力地促进了国内DR业务的发展。
DR试点过程中，由于缺乏统一的标准规范，各需求响应服务商的业务流程、需求响应基线负荷计算方法不一致，需求响应产品制造商所生产的需求响应系统、终端等接口型式不一、通信协议多样，这对需求响应业务监管、需求响应系统互联互通、需求响应产品检测认证等造成了极大影响，既无法提高需求响应业务的运行水平，又直接阻碍了需求响应业务的规模化发展。因此，亟需加快开展需求响应领域标准化工作，从标准体系入手，通过研究不断完善电力需求响应标准体系框架，促使国内产学研相关单位在标准制（修）订、验证等环节相互协作，推动国内需求响应业务更好更快发展。
1 需求响应标准化工作现状
1.1 国外工作现状
IECTC57针对需求响应业务发展的实际需求，开展了用例分析、模型研究等工作，并取得了丰硕的研究成果。IEEE发布的智能电网行动路线图［4-5］中对需求响应的业务场景进行了较详细的描述。IECPC118智能电网用户接口项目委员会，作为专门面向需求响应领域开展标准制定工作的国际化标准组织，完成了需求响应信息交互规范。
在美国，由美国劳伦斯伯克利国家实验室DR研究中心负责开发的开放式自动需求响应（openautomateddemandresponse，OpenADR）通信协议是智能电网信息与通信技术的一部分，已经成功应用于工商业电力用户。在加州等地开展的楼宇和家庭DR项目已成功实施，并积累了丰富的理论和实践经验。
澳大利亚颁布实施了有关居民电器参与需求响应的AS4755系列标准，详细规定了家用空调、热水器、游泳池水泵控制器、电动汽车充放电设备、家用光伏发电系统的硬件接口及通信协议指令，明确了家用电器需求响应等级，实施需求响应等级标识制度，并与家用电器能效标识一同推广应用，取得了良好的效果。韩国也在DR型家电研究设计方面开展了诸多实践，并进行了DR试点，取得了较好的实践效果。
尽管国外需求响应发展较早，但从目前发布的有关标准来看，尚没有建立需求响应方面的标准体系，只在需求响应功能架构、需求响应信息交互、需求响应系统通信协议等方面建立了具体的技术标准。
1.2国内工作现状
2014年8月6日，SAC/TC549全国智能电网用户接口标准化技术委员会（对口IEC/PC118）在北京成立，主要负责电网（运行管理、市场交易、营销管理等应用系统）、第三方服务商与用户之间的接口，以及需求响应、能效管理等智能用电服务领域国家标准制修订工作。标委会下设4个工作组，其中第二工作组为电力需求响应工作组，主要围绕需求响应系统、终端、测评以及业务管理等方面开展标准化工作。
2015年11月，SAC/TC549标委会归口管理的第一项国标《智能电网用户自动需求响应分散式空调系统终端技术条件》，在标委会年会上通过审查，并于2016年7月完成报批。
2 需求响应标准体系架构
需求响应系统的研发、建设和运维，配套系统的建设，需求响应终端的研发、生产，需求响应业务流程、业务模式等，均与电力需求响应业务的规范运行息息相关。按照分层设计标准体系架构的思想，将标准体系分为2层，见图1。
图1电力需求响应标准体系层次架构
第1层包含系统类、终端类、接口类、测评类、管理类5种类型。第2层对5种类型进行细分，其中：①系统类标准主要包括功能类、技术类、建设运行类、检验类4个子类别；②终端类标准主要包括功能类、技术类、检验类3个子类别；③接口类标准主要包括需求侧资源接口类、其他系统接口类、信息模型与互操作类3个子类别；④测评类标准主要包括需求响应潜力评估类、节约电力测量与验证类、效益评估类3个子类别；⑤管理类主要规定业务流程、业务模型、交易与结算等方面的标准，标准涵盖电力需求响应的管理流程、业务监管流程，用于明确电力需求响应业务中监管者、电能供应商、电力用户等主要参与者的责任、权利与义务。
3 关键标准清单
目前国内需求响应标准制定工作已经取得了较大进步，已完成多项需求响应关键标准的制定，其中国家标准5项（已发布2项、报批1项，完成报批稿2项），行业标准3项（完成报批稿2项、完成初稿1项）；另有4项国标、10项行标已经提交立项申请，尚待上级主管部门正式立项。相关标准见表1。
4 关键标准介绍
4.1 电力需求响应系统通用技术规范
该标准于2016年11月1日正式实施，规定了电力需求响应系统的总体要求，包括系统的术语和定义、系统架构、基本功能、性能指标、系统接口与通信要求、工作环境和安全防护要求等，适用于电力需求响应系统设计、开发和运行。
4.1.1 主要参与者关系及其职责
电能供应商所属的需求响应管理系统与需求响应监管者所属的需求响应监管系统进行交互，同时又与需求响应服务管理者所属的需求响应服务系统进行交互；需求响应服务管理者所属的需求响应服务系统，既与需求响应监管者所属需求响应监管系统进行交互，还与需求响应聚合商所属的需求响应聚合系统、电力用户所属的需求响应终端进行交互；需求响应聚合商所属的需求响应聚合系统，也与电力用户所属的需求响应终端进行交互。电力需求响应系统中，各参与者相互关系见图2。
图2电力需求响应系统参与者关系
4.1.2 需求响应系统组成结构
电力需求响应系统主要由需求响应服务系统、需求响应聚合系统和需求响应终端，以及保证以上系统运行的通信信息网络系统等组成，系统组成结构见图3。此外还包括针对电能供应商的需求响应管理系统以及针对监管者的需求响应监管系统。需求响应管理系统是需求响应业务正常开展的基础，与存储电网负荷数据、电力用户档案数据以及电力用户负荷数据等信息的业务应用系统连接。需求响应监管系统能够指导和监督需求响应业务的执行，通过通信网连接需求响应管理系统、需求响应服务系统。
图3需求响应系统组成结构
4.2 需求响应效果监测与综合效益评价导则
该项国家标准于2016年5月1日正式实施，规定了需求响应效果监测与综合效益评价的一般原则、指标及其计算方法。适用于需求响应实施机构分析和评价需求响应项目，对项目实际产生的效果进行分析，评价需求响应项目实施的综合效益，为综合资源规划提供参考。
4.2.1 用户基线负荷计算方法
用户基线负荷是指在需求响应事件期间，假设用户不参与需求响应的情况下，经计算得出的用户用电负荷。用户基线负荷是需求响应综合效益评价的基础，用于确定电力用户、电网企业、发电企业和社会在参与需求响应项目过程中的收益情况。
1）计算流程。该项国家标准规定，基线负荷计算方法宜采用日负荷平均法，也可以采用需求响应参与各方认可的其他算法。日负荷平均法应包括3个步骤：数据选择、数据处理和结果修正。
2）数据选择。该项国家标准规定，当事件发生日为工作日时，应从事件发生前2天向前选择对应时段10天的历史负荷作为计算基线负荷的典型日，历史负荷应不包括非工作日和事件日；当事件发生日为非工作日时，应从事件发生前2天选择对应时段4天的历史负荷作为计算基线负荷的典型日，历史负荷应不包括工作日。
3）数据处理。根据选取的典型日每小时负荷的数据，计算事件时段每小时的负荷平均值，即为用户在事件发生时段未修正的基线负荷。
4）结果修正。基线负荷调整因子计算方法为：事件预约通知前2h的负荷平均值与所选的典型日对应该时段的总负荷平均值的比值，调整因子取值一般限定为0.8~1.2；用户基线负荷应根据计算出的未修正的基线负荷乘以调整因子得出。
4.2.2 需求响应综合效益评价
该项国家标准规定，根据效益获得方式，需求响应综合效益可分为直接效益和间接效益，其中间接效益可包含集合效益、附属效益及减排效益；根据收益主体类型，可分为用户效益、电网效益、电厂效益和社会效益。
（1）直接效益。需求响应直接效益包括参与项目的电力用户直接效益和推行项目的电网企业直接效益。电力用户通过参与需求响应项目减少的电费支出和所获得的电网公司其他激励性补偿，以及通过提高电力设备能效及寿命等所获得的效益；电网企业直接效益包括降低电网企业运营成本，提高供电可靠性等。
（2）间接效益。
1）集合效益。需求响应集合效益包括短期市场效益、长期市场效益和可靠性效益。短期市场效益是指通过需求响应项目经济有效地降低边际成本和现货市场价格；长期市场效益是指将需求响应资源纳入综合资源规划，以推迟发电、输电和配电等基础设施建设；可靠性效益指通过需求响应项目降低中断用户供电的概率和严重程度。
2）附属效益。需求响应附属效益包括产业效益、能源独立性效益和用户用电多元化效益。产业效益体现在实施需求响应可带动智能楼宇、智能家居、智能交通等产业的发展，推动技术升级和产业结构调整；能源独立性效益体现在调用本地需求响应资源可减少突发事件情况下对外部电力供应的依赖性；用户用电多元化效益体现在需求响应为用户提供多样化的供电服务，帮助用户灵活配置负荷资源，有效降低用电成本。
3）减排效益。减排效益体现在需求响应项目有助于提高清洁能源利用率和电能使用效率。
4.3 电力需求响应系统功能规范
该项国家标准送审稿已通过审查。该标准规定了电力需求响应系统的组成、参与者以及各系统组成部分的功能要求，指导需求响应系统开发商进行系统设计、开发，适用于电力需求响应系统设计、开发及运行管理。
4.3.1 需求响应系统功能
该标准规定，需求响应服务系统、聚合系统等包括用户管理功能、资源管理功能、项目管理功能、计划管理功能、计划实施功能、实施效果计算功能、基础支撑功能7个主要功能项，每个主要功能项都包含相应的子功能项。需求响应系统功能架构见图4。
图4需求响应系统功能架构
4.3.2 需求响应终端功能
该标准规定，需求响应终端功能包括通信功能、采集存储功能、控制功能、增值服务功能4个主要功能项，每个主要功能项都包含相应的子功能项，具体见图5。
图5需求响应终端功能架构
4.4 电力用户需求响应节约电力测量与验证技术要求(略)
4.5智能电网用户自动需求响应分散式空调系统终端技术条件
该项标准已报批，规定了分散式空调系统自动需求响应终端的功能要求、接口要求、技术要求、电磁兼容要求等，适用于电力需求响应业务执行过程中，支撑用户分散式空调系统与需求响应服务系统（聚合系统）进行信息交互的自动需求响应终端。
功能要求方面，包括数据采集功能、数据存储功能、数据查询功能、控制功能、信息交互功能、安全防护功能以及本地功能7个主要功能。接口要求方面，规定了用户分散式空调系统参与需求响应业务过程中，需求响应系统拓扑以及对应硬件终端、软件终端的连接关系，见图6。
图6需求响应系统拓扑及终端连接关系图
4.6电力负荷聚合服务商需求响应系统技术规范
该项行业标准送审稿已通过审查，并根据审查意见进行了相应的修改。该标准规定了电力负荷聚合服务商需求响应系统工作环境要求、系统设计要求、系统功能要求、系统主要性能指标，保障需求响应信息在上层需求响应系统与聚合商间的无缝交互，适用于电力负荷聚合服务商需求响应系统的设计、建设、开发和运行。
该标准规定，负荷聚合商需求响应系统由负荷聚合商需求响应系统主站、通信网和需求响应终端构成，系统组成结构见图7。其中负荷聚合商需求响应系统主站由负荷聚合商负责运营，通过通信网连接需求响应终端和级联负荷聚合商需求响应系统，最终利用需求响应终端连接用户侧能源管理系统和设备。
图7电力负荷聚合服务商需求响应系统组成结构
5 结语
需求响应标准体系是推动需求响应发展的重要工具，是需求响应业务顺利实施的关键。本文分析了国内外需求响应标准化工作现状，介绍了需求响应标准体系架构，现有的需求响应关键标准，并对部分需求响应关键标准内容给出了细致介绍。未来，将结合国内需求响应试点经验，在充分借鉴国外研究与试点成果的基础上，对标准体系进行不断完善，加快标准修编进度，为需求响应系统、终端、信息交互等关键技术研究，需求响应机制与项目设计，相关策略制定提供参考。
作者简介
陈宋宋，中国电力科学研究院，硕士，工程师，主要从事智能用电与能效管理研究。
闫华光，中国电力科学研究院，硕士，教授级高级工程师，主要从事智能用电与能效管理研究。
李德智，中国电力科学研究院，硕士，工程师，主要从事智能用电与能效管理研究。
李世豪，华北电力大学，硕士研究生，主要从事电力通信、需求响应研究。
祁兵，华北电力大学，教授，主要从事电力系统信息、通信及智能用电研究。
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