民用智能電網信息交互接口分析與設計
3 用戶信息接口支持的業務
居民用戶智能電網信息交互接口的主要功能是為用戶的能源管理系統和設備提供通信業務服務,用戶設備使用這些基本的通信服務功能,可以注冊到用電服務系統,得到用電服務系統的認證和授權后能夠與各種運行、市場和服務程序進行信息交互,實現智能電網的互動化。
電力市場類業務
電力市場是智能電網的紐帶,電網側與用戶側在電力市場通過協商、競價等方式就電能和其他相關產品進行交易。目前,各國都在電力市場域進行改革,旨在提高電能效率,促進智能電網發展。
市場交易業務是電力市場的根本業務。電網側將用戶側實時的用電信息傳輸給電力市場,市場通過合理規劃、競價等方式確定能源交易價格,并將信息傳回電網側和用戶側。用電價格的傳遞在美國智能電網項目最先被提出,目前,國家發展和改革委員會在深圳開展輸配電改革試點,將買電、賣電業務透明化,這種公開化的市場操作,加強了對電網企業成本的約束,同時激勵了第三方電力企業的發展,更合適未來智能電網的發展。
用電服務類業務
隨著電力市場的改革,用電服務日益重要,用電服務業務主要包括運行服務業務、需求響應業務、設備維護業務、分布式能源業務以及輔助服務業務等。
1)運行服務業務是電力生產部門與客戶之間的特殊紐帶,用戶購電后,服務側將信息傳回給電網,進行電力的升壓、輸送、降壓、穩壓,最后將電能傳送回用戶側。
2)需求響應業務是指電力用戶針對市場價格信號或激勵機制做出響應并改變電力消費模式的行為。用電服務商向用戶提供合理的用電策略,傳遞需求響應和分布式能源事件信息,包括請求和響應信息等,通過調控用戶的用電以保證電力系統的運行穩定和市場運行效率。
3)設備維護業務包括能源服務商給電網運行商或用戶的電力設備提供的運維服務。
4)分布式能源業務主要包括傳遞分布式發電能力信息[包括分布式發電能力、當前和未來的狀態信息。分布式發電包括旋轉式存儲(此種發電機可以非常快的被喚醒,典型是少于15min)和非旋轉式存儲(此種發電機需要15min或大于15min被喚醒)]、分布式能量存儲信息(包括分布式能量存儲能力、當前和未來的狀態信息)、分布式熱能源存儲的容量和可用性。
5)輔助業務包括傳遞調頻和備用等信息。輔助服務需要通過“快速需求響應”實現,即通過快速削減或增加負荷實現服務。
電網運行管理類業務
電力運行域是智能電網的樞紐,直接操作于電網側。電力運行域主要提供以配電調度管理和電廠直供業務,例如:傳遞電力故障信息,通知用戶一個電力故障即將到來;傳遞自然災害信息,預測天氣和其他信息;傳遞定向交互信息,解決特定設備響應問題;傳遞能源使用量信息,包括歷史、現在和未來預測的信息;傳遞緊急控制命令等。
4 用戶信息交互接口設計
接口信息流分析
總體來看,目前國外智能電網研究側重于分布式能源的接入和發電用電側的互動,我國智能電網的研究工作側重于大電網系統的信息獲取與穩定控制,這與我國電力網絡耦合性強的特點有關。作為電網企業(發電、輸電、配電)首先要為用戶提供能量,用戶通過能量接口與電網的配電設施連接,獲取電能,同時用戶也可通過這個能量接口向電網提供電能,把用戶分布式能源系統的電能反向輸送給電網。電網企業與用戶主要進行能量流的交互。而電力運行企業、電力市場、用電服務商和第三方服務商主要與用戶進行信息流的傳遞。智能電網信息的流向見圖4。
圖4 用戶與電網的信息流分析
以居民用戶量測系統為例,量測系統主要用于測量用戶使用電力的情況,每一戶使用智能電網表獲取用戶家庭不同用電設備的用電數據,將數據上傳到運行域、市場域和服務域并下載3個域回傳信息,結合電網運行情況進行分析,給用戶提供省電節能的建議,完成信息流雙向傳遞。
責任編輯:電朵云
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