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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的信息交互。

　　用戶(hù)域的信息處理級(jí)別

　　圖5定義了用戶(hù)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(hù)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(hù)域可以通過(guò)智能電網(wǎng)用戶(hù)接口直接與電力域進(jìn)行交互，居民用戶(hù)信息交互接口適用于具有不同能力和約束的不同類(lèi)型用戶(hù)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(hù)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(xiàn)、電纜、傳感器和電力負(fù)荷）的直接接入和斷開(kāi)等；

　　②區(qū)間級(jí)包括對(duì)用戶(hù)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；

　　③系統(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(hù)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(hù)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(chē)（EV）充電管理系統(tǒng)、客戶(hù)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(hù)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(lèi)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(hù)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(hù)信息交互接口連接5個(gè)域，即用戶(hù)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(hù)信息交互接口旨在滿(mǎn)足居民用戶(hù)業(yè)務(wù)層應(yīng)用需求。因此，信息交互接口主要向用戶(hù)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(hù)信息交互接口與用戶(hù)實(shí)現(xiàn)4個(gè)層面的信息交互。用戶(hù)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(hù)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(hù)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(hù)端響應(yīng)，由DR客戶(hù)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(hù)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(hù)空調(diào)和熱水器。

　　結(jié)語(yǔ)

　　智能電網(wǎng)用戶(hù)接口研究涉及領(lǐng)域眾多，且有用戶(hù)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(hù)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(hù)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。