接口內部層次

　　ISO/IEC開放系統互連基本參考模型（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，通過對開放系統復雜結構7個層次的劃分，將開放系統互連中的服務、接口和協議明確地區分開來，使不同的系統之間實現方便可靠的通信。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，并結合智能電網的架構，將支持智能電網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務，在功能層對接口提供的服務進行定義，智能電網業務應用進程通過調用功能層實現居民用戶側與電網側的信息交互。

　　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構，顯示了不同智能電網域與居民用戶域信息交互的示意圖。此結構遵循電力管理系統的數據聚合、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務時對應調用不同的接口級協議。

　　圖5 用戶信息交互接口的四級結構

　　在四級結構中：

　　①負荷級包括物理、化學或空間的能量轉換過程，調用此級實現物理設備（如發電機、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；

　　②區間級包括對用戶負荷系統的各個過程進行保護、控制和監控的設備，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數據的智能電子設備；

　　③系統級表示對“區間級”層次的聚合，如數據集中、功能聚合、用戶家庭自動化、本地監測控制、數據采集系統和能源管理；

　　④高級應用級包括對用戶進行電力系統控制操作，如能量管理系統（EMS）、微電網管理系統、虛擬電廠管理系統（聚合多個DER）、電動汽車（EV）充電管理系統、客戶關系管理、計費、能源交易市場等。

　　對于智能電網居民用戶來說，其特點是網絡節點數據量大，如何收集這些數據并保證數據的實時性和完整性是智能電網要解決的問題之一。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的數據進行集成，方便不同業務關注人員對數據進行應用，實現智能電網的高級分析應用功能。

       信息交互接口應用實現設計

　　居民用戶信息交互接口實體由一組軟件組成，智能電網域通過調用軟件，實現功能層、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在系統級，DR服務商將提出的請求行為直接發送到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，并向下級設備發送控制指令，如“減少1kW的負荷”；③在區間級，DR服務提供商使用智能插座、恒溫器等自動化設備發送信號來控制家電的運行，如能源服務提供商可能會發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和熱水器。

　　結語

　　智能電網用戶接口研究涉及領域眾多，且有用戶域用電結構的復雜性和多變性帶來的相關問題，對于數據傳輸的安全性和可靠性等問題更值得研究和關注，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用戶接口并將成果進行推廣和應用，而這些必須根據我國電網發展來進行自主創新的研究、設計和具體實施，并針對電網建設情況進一步優化，從而促進智能電網的推廣。