民用智能电网信息交互接口分析与设计

       智能电网对用户侧和电网之间的信息通信技术提出了较高的要求，需要双方在没有人工操作的情况下完成各种程序的自动交互，因此一个统一的信息通信接口至关重要。

　　本文总结了各个标准制定组织在智能电网用户接口架构上进行的工作。借鉴NIST、IEEE和IEC等标准组织的智能电网规范，提出了一种基于SGAM模型的智能电网用户接口的设计思想。重点研究用户侧中居民用户与电网侧的信息交互，针对设计方案的通信架构和数据模型这2项关键技术进行了研究并制定了设计方案。

　　1 智能电网的用户域范围

　　IEC智能电网路线图1.21版提出的智能电网概念模型，见图1。智能电网由8个部分组成，即发电域（bulk generation）、输电域（transmission）、配电域（distribution）、市场域（markets）、运行域（operations）、服务提供商域（service provider）、用户域（customer）和分布式能源（DER）。图1中，实线代表信息流交互，虚线代表能量流交互。

　　如图1和图2所示，在智能电网概念模型中，用户域与市场域、运行域、服务提供商域和配电域进行信息流交互，居民用户智能电网信息交互接口用于支持用户域实体（如家庭能源管理系统、用户负荷、用户储能或分布式电源）与电网侧的各信息处理和运行控制系统之间的安全通信。

　　居民用户智能电网信息交互接口是智能电网领域中为居民用户系统和用户设备提供通信服务的实体，通过直接或间接调用通信网络提供的信息交互功能，实现居民用户应用进程与智能电网其他相关系统之间的通信，旨在促进智能电网的互操作。

　　图1 智能电网概念模型

　　图2 智能电网居民用户信息交互接口

       2 居民用户信息交互架构分析

　　如图3所示，居民用户智能电网信息交互接口连接3个域，即市场域、服务域和运行域。

　　电力的运行域在智能电网的领域中不仅要控制电网实施保障电力供应，还要管理用户的电力设施，包括用户能源管理系统、用户负荷设施、用户储能和分布式能源系统进行合理用电和安全用电。

　　用电服务域包括用电服务商域和第三方服务商域。用电服务商域包括计费系统、用户管理系统、紧急服务系统、楼宇管理系统、安全管理系统、需求响应服务系统、售电市场管理系统等多种服务系统。第三方服务商域包括用户的辅助系统，例如：电能管理服务系统、辅助服务系统、电力市场管理系统、需求响应用户系统、用户聚合服务系统、安全管理系统等。用电服务商提供支持电力系统、配电和用户之间业务流程的服务。这些业务流程不仅包括传统的公用服务事业，如计费、用户账户管理等，还包括扩充的用户服务，如能源使用管理、家庭能源发电等。

　　电力市场域通过电力企业间的信息交互，对电力业务数据、电能质量、电能电量平衡等进行管控，为用户提供交易管理、计划管理、结算管理、合同管理及市场成员管理等电力市场信息，指导用户的电力消费，最终平衡供需关系。

　　图3 居民用户信息交互系统架构