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进入21世纪以来,智慧城市随着城市化进程的加速而成为重要发展趋势。据统计,国内外的平均城市化率早在2011年就已经超过了50%,截至2014年2月,国内95%的副省级以上城市都提出或在建智慧城市。城市的发展离不开电力服务,智能电网将在其中起到越来越重要的支撑作用。
为了更好地服务智慧城市建设,近年来,随着智能电网技术的进步,特别是国家电网公司坚强智能电网建设进入全面建设阶段,在智能电网服务接口方面也开展了大量的研究和实践。例如智能互动服务平台的设计、智能用电互动体系和电力服务行业的运营模式研究等,相关成果已经在国内大量智能电网综合建设工程实践中得到应用。
在有关智能电网用户侧接口标准化方面,国际电工委员会(IEC)于2011年成立了智能电网用户侧接口项目委员会(PC118),并在2014年完成智能电网用户接口技术报告IEC/TR 62939-1的出版,目前正在开展智能电网用户接口技术规范的编制。目前影响较大的智能电网用户接口国际标准包括开放自动需求响应规范(OpenADR 1.0和2.0)、能源互操作标准(EI 1.0)以及智能能源规范(SEP2.0)等。中国国家标准委员会已于2014年批准成立了对应PC118的国内标委会:全国智能电网用户接口标准化技术委员会(SAC/TC549),其标准制定领域涵盖了电网公司、第三方服务提供商与用户之间的信息交互以及相关的智能用电服务。
然而,作为智慧城市的一个基本特征,城市中各业务系统充分互动,不仅要求城市各业务系统(包括智能电网)与最终用户的互动,而且要求城市各业务系统之间的互动。这对智能电网服务接口提出了更高的要求,目前不论是在相关的接口研究成果还是相关的接口标准规范方面都还是有差距的。为此,在对智慧城市的需求、智能电网用户接口存在的差距问题进行剖析的基础上,本文采用规范分解和业务灵活重组的思路,对智能电网对外服务接口进行了设计,并以智慧城市应急管理为例,进行了典型互动业务示范设计。
1智慧城市对智能电网服务接口的需求
目前一个比较普遍的共识是,21世纪的“智慧城市”应该能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而在各个业务系统做出智能的响应。其核心特征在于感知、互联、智能、高效(集约:物质最佳循环,能量充分利用)。虽然国内外各地智慧城市建设的理念、方案等由于各种时空条件而有所区别,但“互联、智能”的特征是统一的。
智慧城市对智能电网的服务接口需求,其核心还是来源于智慧城市中各业务系统互动的需求。例如在智慧城市的电能可靠供应方面,需要智能电网在电能的接纳、供应和停止供应等方面提供灵活的业务流接口,需要提供对电网状态的实时监测、评估和预测信息接口;在能源替代方面,需要智能电网提供即插即用的电能服务接口,特别是需要提供对电动汽车的全方位服务;在可再生能源利用方面,需要提供对风、光、水、生物能等灵活的并网接口,需要提供对微电网的灵活支持;在应急管理方面,需要智能电网与城市中政府应急平台、消防、交通、医疗、公安、气象等系统实现复杂、灵活、实时、自动化的交互。
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