能源互联网的用户数据开放互动——绿色按钮计划综述

陈 琰,涂轶昀,李 灿

(1.国网上海市电力公司,上海 200122;2.上海电力学院,上海 200090; 3.上海泽它信息科技有限公司,上海 200137)

能源互联网的用户数据开放互动
——绿色按钮计划综述

陈 琰1,涂轶昀2,李 灿3

(1.国网上海市电力公司,上海 200122;2.上海电力学院,上海 200090; 3.上海泽它信息科技有限公司,上海 200137)

介绍绿色按钮的相关概念和系统架构,阐述了其提供标准格式的测量数据并保证数据的一致性、安全性和互操作性,从而实现在实用程序、用户和第三方服务提供商之间提供数据交换的作用。详细描述了其功能和使用对象。

能源互联网;用户数据;绿色按钮;公共事业

0 引言

随着能源危机的加剧,各国政府越来越意识到节能减排、保护环境的重要性。电力用户也越来越关心能源使用的详细信息,从而采取必要的措施减少能源浪费。“绿色按钮“行动是美国政府推出的一项节能行动,通过这个行动的实施,政府希望把国家公共事业公司、能源消费者和私营企业联合起来,共同发展网络和移动通信技术,创新以节约能源为目标的商业模型。

1 绿色按钮概述

绿色按钮是指用户可在电力公司网站上通过一个“绿色按钮”,很方便地查询其能源使用情况,直接获取并下载他们的详细能源使用情况,或通过使用“连接我的数据”功能,授权第三方服务供应商获取相关数据[1]。绿色按钮由美国白宫、能源部、国家标准和技术研究院(NIST)、监管机构、电力公司供应商、智能电网互操作论坛(Smart Grid Interoperability Panel,SGIP)等共同推动[2]。目前支持绿色按钮的组织和公司有埃克森公司、伦敦水电公司、太平洋天然气和电力公司、南加州爱迪生能源公司、银泉网络、美国保险商试验所等。

绿色按钮计划基于北美能源标准局(开发的能源服务提供商接口Energy Services Provider Interface,ESPI)标准。ESPI标准包含两部分:一个用于能源使用信息的XML格式和一个数据交换协议。它在网络上使用Atom联合格式标准代替XML标准来代表结构化能源使用信息。绿色按钮在ESPI建构中采用了这些概念[3-4]。

2 绿色按钮的功能

绿色按钮提供测量数据,盘活资源使用,可为能源管理者提供统一的方式,通过多部门管理大量数据来使用测量数据。同时,绿色按钮为实用程序、用户和第三方服务提供商搭建了数据和通讯的联系平台。

第三方服务提供商可以节省能源费用,为投资管理者提供统一数据,利用真实的测量数据监视、管理他们的能源和资源使用,使能源数据在安全、易用的方式下聚集,从而提升管理能源效率,减少能源浪费,达到可持续发展的目标。

a.绿色按钮给电力用户提供标准格式的测量数据。所有的电力用户都有电表等测量设备,用于电力公司计算用户消耗的电能。绿色按钮提供这些数据给用户,用于规划、分析用户行为,从而获益。同时,绿色按钮使用能源服务提供商接口(ESPI)标准。这个标准确保能源信息能轻而易举地交换,而不需要开发者投资时间和金钱用于支持专门的测量数据转换技术。

b.绿色按钮数据不包含个人身份信息(PII, Personal Identifiable Information),保证用户隐私和安全。NIST国际标准技术研究院网络安全小组已经确认绿色按钮数据满足此要求,只需确认能源提供商是一个认证的绿色按钮商即可。所有位置信息、账户信息等必须与测量数据单独进行交换。

c.绿色按钮保证了服务提供商的利益。早期绿色按钮应用者并没有保证应用的一致性,这导致各种互操作问题,使得绿色按钮验证程序必不可少。如今绿色按钮联盟已经实现了验证程序,保证了验证标志的可靠性,使得用户和应用开发者能自信地依靠他们从绿色按钮标准得到的数据。

d.绿色按钮提供“下载我的数据(Download my data,DMD)”许多能源服务提供商通过网站给用户提供电能使用数据。这些网站允许用户查看历史数据,并下载电能使用数据用于未来的分析。绿色按钮提供“下载我的数据”的电能数据格式符合统一标准,确保各家能源服务提供商网站数据的一致性。

e.绿色按钮提供“连接我的数据(Connect my data,CMD)”“连接我的数据”提供能源信息的自动匹配通道,并保证用户安全。CMD需要应用者使用IETF自动框架标准RFC6794和RFC6750得到用户授权。这些授权可通过多种方式获得,一种典型的方式是由用户在网页上提供授权。一旦获得授权,应用者就可以无需用户的用户名和密码自动获取用户的能源数据。这些授权可在允许时间内一直有效,也可以随时被用户撤销。CMD大大简化和提高了应用者在DMD进程中获得和分析能源数据的能力[5]。

零售用户可以在2台机器之间进行绿色按钮数据的授权传输,如从公共事业单位到公司,从而评估他们使用设备的效率。这种情况下,“连接我的数据”可以用于提供机器到机器的数据传输,既可以提供信息的单一传输,也可以按事先设定的计划进行传输。

3 绿色按钮的使用对象

3.1 商业能源用户

通常商业性能和账单数据是很难协调的,数据关联不够好。绿色按钮周期性数据的使用可以大大提高协调过程。同时,认证和管理的方法提高了能源效率。绿色按钮整合进EPA投资关联基准和认证打分平台使得整个过程的难度大大降低。

3.2 居民用户

绿色按钮给所有用户提供必要的反馈环,从而激励用户,进而提高效率。

3.3 公共事业和能源服务提供商

公共事业和能源服务提供商使用真实的用户数据,关注用电行为,利用绿色按钮数据的透明性和互操作性分析用户行为,从而给用户提供更为便利和有效的用电服务。

3.4 软件/系统提供商

绿色按钮允许用户无需额外的用户集成技术就在数据托管中集成解决方案。通过绿色按钮认证的公共事业单位知道哪些服务可以市场化,从而发展和参与生机勃勃的、进入新市场的服务提供商集合[6]。

4 绿色按钮的架构

绿色按钮允许数据在应用程序、用户和第三方服务提供商之间交换。它使用标准信息来完成这些交换。用户指任何通过服务提供商提供电力、燃气或水服务的个人或企业,可以是居民、商业或工业用户。数据托管商是在提供资源给用户的过程中获得测量数据的企业。一个数据托管商把数据作为他们提供服务的一部分,而且,可以通过用户的授权,将数据与第三方使用者共享。第三方服务提供商是通过授权可以获得数据托管商拥有的测量数据通道的任何个人或企业。授权后可以订阅用户的数据,进而提供需要的附加服务。

图1 绿色按钮架构

各角色之间的关系图1所示。这种关系是数据托管方(如公共事业)和他们的客户(如零售用户)之间的关系,它允许零售用户下载包含有用资源信息的文件。它是绿色按钮中“下载我的数据”操作的基础[7]。

5 结束语

绿色按钮整合公共事业的能源数据,将其格式和通信标准化,保证数据的安全性、一致性、互操作性,便于用户了解详细的能源信息,规划能源使用,采取有效的措施降低能源消耗。同时,通过用户授权,将能源数据提供给第三方服务提供商,从而更有效地管理能源使用信息,也可以推动公共事业的管理水平,达到可持续发展的目标。

推而广之,绿色按钮还可以用于建筑领域的能源管理,及应用于用户的制冷制热和太阳能利用上,达到支持新应用的创新目的。未来,随着智能电网、无线通信技术、智能手机的推广,绿色按钮将在中国实现更便捷的应用,为越来越多的电力用户提供形式多样、内容丰富的服务,也将在能源互联网的发展中发挥越来越重要的作用。

[1] 张东霞,姚良忠,马文媛.中外智能电网发展战略[J].中国电机工程学报.2013.33(31):1-14.

[2] Executive Office of the President,National Science and Technology Council.U.S.A policy framework for the 21st century grid:a progress report[R/OL].2013.http://www. whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/2013_ nstc_grid.pdf.

[3] 史蒂文T.布什比,大卫G.霍姆伯格.智能电网用户接口标准化[J].供用电.2015(7):20-24.

[4] REQ 21.Energy Services Provider Interface Standard[R]. North American Energy Standards Board,2011.https:// www.naesb.org//ESPI_Standards.asp

[5] 张东霞,王继业,刘科研,等.大数据技术在配用电系统的应用[J].供用电.2015(8):6-11.

本文责任编辑：丁 力

A Survey of Green Button-opening and Interaction of User Data in American Energy Internet

Chen Yan1,Tu Yiyun2,Li Can3
(1.State Grid Shanghai Municipal Electric Power Company,Shanghai,200122,China; 2.Shanghai Electric Power University,Shanghai,200090,China; 3.Shanghai Zetta Information Technique Co.,Shanghai,200137,China)

This paper makes a review of the concept and the scheme of green button and highlights its providing of metered data represented in standard format,thus ensures the consistency、security and interoperability of data,so affords data exchange between utilities,customers,and third party services providers.Meanwhile,the function and using objects of green button are described in detail.

green button;utility;download my data

TM73

A

1001-9898(2017)02-0032-03

20170109

陈 琰(1977-),女,高级工程师,主要从事电力信息化、电力大数据方面的研究。