接口內(nèi)部層次

　　ISO/IEC開(kāi)放系統(tǒng)互連基本參考模型（ISO/IEC 7498-1）標(biāo)準(zhǔn)中的分層思想是將龐大而復(fù)雜的問(wèn)題分為若干較小的易于處理的局部問(wèn)題，通過(guò)對(duì)開(kāi)放系統(tǒng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)7個(gè)層次的劃分，將開(kāi)放系統(tǒng)互連中的服務(wù)、接口和協(xié)議明確地區(qū)分開(kāi)來(lái)，使不同的系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)方便可靠的通信。按照ISO/IEC 7498-1標(biāo)準(zhǔn)的分層思想，遵循IEC Smart Grid Standardization Roadmapv1.21draft中提出的SGAM方法，并結(jié)合智能電網(wǎng)的架構(gòu)，將支持智能電網(wǎng)用戶接口劃分為功能層、信息層、通信層和基礎(chǔ)平臺(tái)層4個(gè)層次，用戶接口的設(shè)計(jì)主要是對(duì)功能層、信息層、通信層和組件層的設(shè)計(jì)。居民用戶信息交互接口功能層主要用于支持通信業(yè)務(wù)，在功能層對(duì)接口提供的服務(wù)進(jìn)行定義，智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)程通過(guò)調(diào)用功能層實(shí)現(xiàn)居民用戶側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的信息交互。

　　用戶域的信息處理級(jí)別

　　圖5定義了用戶信息交互接口的四級(jí)結(jié)構(gòu)，顯示了不同智能電網(wǎng)域與居民用戶域信息交互的示意圖。此結(jié)構(gòu)遵循電力管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聚合、空間聚合以及功能分離的概念。用戶域可以通過(guò)智能電網(wǎng)用戶接口直接與電力域進(jìn)行交互，居民用戶信息交互接口適用于具有不同能力和約束的不同類型用戶的交互，接口的物理位置并不重要，當(dāng)進(jìn)行不同的通信業(yè)務(wù)時(shí)對(duì)應(yīng)調(diào)用不同的接口級(jí)協(xié)議。

　　圖5 用戶信息交互接口的四級(jí)結(jié)構(gòu)

　　在四級(jí)結(jié)構(gòu)中：

　　①負(fù)荷級(jí)包括物理、化學(xué)或空間的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，調(diào)用此級(jí)實(shí)現(xiàn)物理設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、架空線、電纜、傳感器和電力負(fù)荷）的直接接入和斷開(kāi)等；

　?、趨^(qū)間級(jí)包括對(duì)用戶負(fù)荷系統(tǒng)的各個(gè)過(guò)程進(jìn)行保護(hù)、控制和監(jiān)控的設(shè)備，如繼電保護(hù)設(shè)備、機(jī)柜控制器以及所有采集和處理電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的智能電子設(shè)備；

　?、巯到y(tǒng)級(jí)表示對(duì)“區(qū)間級(jí)”層次的聚合，如數(shù)據(jù)集中、功能聚合、用戶家庭自動(dòng)化、本地監(jiān)測(cè)控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和能源管理；

　　④高級(jí)應(yīng)用級(jí)包括對(duì)用戶進(jìn)行電力系統(tǒng)控制操作，如能量管理系統(tǒng)（EMS）、微電網(wǎng)管理系統(tǒng)、虛擬電廠管理系統(tǒng)（聚合多個(gè)DER）、電動(dòng)汽車（EV）充電管理系統(tǒng)、客戶關(guān)系管理、計(jì)費(fèi)、能源交易市場(chǎng)等。

　　對(duì)于智能電網(wǎng)居民用戶來(lái)說(shuō)，其特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)量大，如何收集這些數(shù)據(jù)并保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和完整性是智能電網(wǎng)要解決的問(wèn)題之一。而從信息利用角度來(lái)看，使用多級(jí)信息接口將分散在各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，方便不同業(yè)務(wù)關(guān)注人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的高級(jí)分析應(yīng)用功能。

       信息交互接口應(yīng)用實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)

　　居民用戶信息交互接口實(shí)體由一組軟件組成，智能電網(wǎng)域通過(guò)調(diào)用軟件，實(shí)現(xiàn)功能層、信息層和通信層的功能。

　　目前，定義居民用戶信息交互接口連接5個(gè)域，即用戶域、電力市場(chǎng)域、電力運(yùn)行域、用電服務(wù)域和第三方服務(wù)域。居民用戶信息交互接口旨在滿足居民用戶業(yè)務(wù)層應(yīng)用需求。因此，信息交互接口主要向用戶提供信息管理功能和用電服務(wù)功能。

　　以需求響應(yīng)（DR）系統(tǒng)為例，DR服務(wù)提供商通過(guò)居民用戶信息交互接口與用戶實(shí)現(xiàn)4個(gè)層面的信息交互。用戶通過(guò)接口信息管理功能在DR服務(wù)系統(tǒng)注冊(cè)。①在高級(jí)應(yīng)用級(jí)，DR服務(wù)提供商向用戶提供電價(jià)信息、價(jià)格談判信息、削峰填谷預(yù)期效果信息，由用戶進(jìn)行預(yù)判并指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)行；②在系統(tǒng)級(jí)，DR服務(wù)商將提出的請(qǐng)求行為直接發(fā)送到DR客戶端響應(yīng)，由DR客戶端進(jìn)行家電下一步行為設(shè)定，設(shè)計(jì)最佳方案，并向下級(jí)設(shè)備發(fā)送控制指令，如“減少1kW的負(fù)荷”；③在區(qū)間級(jí)，DR服務(wù)提供商使用智能插座、恒溫器等自動(dòng)化設(shè)備發(fā)送信號(hào)來(lái)控制家電的運(yùn)行，如能源服務(wù)提供商可能會(huì)發(fā)送一個(gè)命令到用戶冰箱恒溫器設(shè)定特定的溫度期望值；④在負(fù)荷級(jí)，DR服務(wù)提供商直接控制家電負(fù)荷，例如第三方服務(wù)可以通過(guò)DLC直接控制居民用戶空調(diào)和熱水器。

　　結(jié)語(yǔ)

　　智能電網(wǎng)用戶接口研究涉及領(lǐng)域眾多，且有用戶域用電結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多變性帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃缘葐?wèn)題更值得研究和關(guān)注，而本文對(duì)居民用戶信息交互的研究只是其中的一部分，并且，現(xiàn)階段研究主要在邏輯層面。因此，必須進(jìn)一步研究適應(yīng)我國(guó)需求的智能電網(wǎng)用戶接口并將成果進(jìn)行推廣和應(yīng)用，而這些必須根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展來(lái)進(jìn)行自主創(chuàng)新的研究、設(shè)計(jì)和具體實(shí)施，并針對(duì)電網(wǎng)建設(shè)情況進(jìn)一步優(yōu)化，從而促進(jìn)智能電網(wǎng)的推廣。