接口內(nèi)部層次

　　ISO/IEC開放系統(tǒng)互連基本參考模型（ISO/IEC 7498-1）標準中的分層思想是將龐大而復雜的問題分為若干較小的易于處理的局部問題，通過對開放系統(tǒng)復雜結(jié)構(gòu)7個層次的劃分，將開放系統(tǒng)互連中的服務、接口和協(xié)議明確地區(qū)分開來，使不同的系統(tǒng)之間實現(xiàn)方便可靠的通信。按照ISO/IEC 7498-1標準的分層思想，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、通信層和基礎平臺層4個層次，用戶接口的設計主要是對功能層、信息層、通信層和組件層的設計。居民用戶信息交互接口功能層主要用于支持通信業(yè)務，在功能層對接口提供的服務進行定義，智能電網(wǎng)業(yè)務應用進程通過調(diào)用功能層實現(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別

　　圖5定義了用戶信息交互接口的四級結(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。用戶域可以通過智能電網(wǎng)用戶接口直接與電力域進行交互，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，當進行不同的通信業(yè)務時對應調(diào)用不同的接口級協(xié)議。

　　圖5 用戶信息交互接口的四級結(jié)構(gòu)

　　在四級結(jié)構(gòu)中：

　　①負荷級包括物理、化學或空間的能量轉(zhuǎn)換過程，調(diào)用此級實現(xiàn)物理設備（如發(fā)電機、變壓器、斷路器、架空線、電纜、傳感器和電力負荷）的直接接入和斷開等；

　?、趨^(qū)間級包括對用戶負荷系統(tǒng)的各個過程進行保護、控制和監(jiān)控的設備，如繼電保護設備、機柜控制器以及所有采集和處理電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的智能電子設備；

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

　　④高級應用級包括對用戶進行電力系統(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DER）、電動汽車（EV）充電管理系統(tǒng)、客戶關系管理、計費、能源交易市場等。

　　對于智能電網(wǎng)居民用戶來說，其特點是網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)據(jù)量大，如何收集這些數(shù)據(jù)并保證數(shù)據(jù)的實時性和完整性是智能電網(wǎng)要解決的問題之一。而從信息利用角度來看，使用多級信息接口將分散在各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行集成，方便不同業(yè)務關注人員對數(shù)據(jù)進行應用，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的高級分析應用功能。

       信息交互接口應用實現(xiàn)設計

　　居民用戶信息交互接口實體由一組軟件組成，智能電網(wǎng)域通過調(diào)用軟件，實現(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個域，即用戶域、電力市場域、電力運行域、用電服務域和第三方服務域。居民用戶信息交互接口旨在滿足居民用戶業(yè)務層應用需求。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功能。

　　以需求響應（DR）系統(tǒng)為例，DR服務提供商通過居民用戶信息交互接口與用戶實現(xiàn)4個層面的信息交互。用戶通過接口信息管理功能在DR服務系統(tǒng)注冊。①在高級應用級，DR服務提供商向用戶提供電價信息、價格談判信息、削峰填谷預期效果信息，由用戶進行預判并指導設備運行；②在系統(tǒng)級，DR服務商將提出的請求行為直接發(fā)送到DR客戶端響應，由DR客戶端進行家電下一步行為設定，設計最佳方案，并向下級設備發(fā)送控制指令，如“減少1kW的負荷”；③在區(qū)間級，DR服務提供商使用智能插座、恒溫器等自動化設備發(fā)送信號來控制家電的運行，如能源服務提供商可能會發(fā)送一個命令到用戶冰箱恒溫器設定特定的溫度期望值；④在負荷級，DR服務提供商直接控制家電負荷，例如第三方服務可以通過DLC直接控制居民用戶空調(diào)和熱水器。

　　結(jié)語

　　智能電網(wǎng)用戶接口研究涉及領域眾多，且有用戶域用電結(jié)構(gòu)的復雜性和多變性帶來的相關問題，對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃缘葐栴}更值得研究和關注，而本文對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，必須進一步研究適應我國需求的智能電網(wǎng)用戶接口并將成果進行推廣和應用，而這些必須根據(jù)我國電網(wǎng)發(fā)展來進行自主創(chuàng)新的研究、設計和具體實施，并針對電網(wǎng)建設情況進一步優(yōu)化，從而促進智能電網(wǎng)的推廣。