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新一代双向互动电力线通信（PLC）技术亟需研究配套的应用层协议来实现电力系统的智能化服务。文章首先结合应用需求和PLC底层技术特征,设计了实现用户侧需求响应的PLC应用层协议架构,并定义了应用层协议数据单元格式。接着对于应用层最为核心的服务机制,面向用户侧需求响应服务明确了应用层的服务分类,同时提出一种基于动态优先级的综合服务响应机制。构建基于实际PLC网络的跨层仿真平台,在该平台上验证了所述新一代双向互动PLC应用层较传统应用层在传输速率、丢包率和传输延时三方面存在的性能优越性。