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图5用户信息交互接口的四级结构
在四级结构中:①负荷级包括物理、化学或空间的能量转换过程,调用此级实现物理设备(如发电机、变压器、断路器、架空线、电缆、传感器和电力负荷)的直接接入和断开等;②区间级包括对用户负荷系统的各个过程进行保护、控制和监控的设备,如继电保护设备、机柜控制器以及所有采集和处理电力系统数据的智能电子设备;③系统级表示对“区间级”层次的聚合,如数据集中、功能聚合、用户家庭自动化、本地监测控制、数据采集系统和能源管理;④高级应用级包括对用户进行电力系统控制操作,如能量管理系统(EMS)、微电网管理系统、虚拟电厂管理系统(聚合多个DER)、电动汽车(EV)充电管理系统、客户关系管理、计费、能源交易市场等。
对于智能电网居民用户来说,其特点是网络节点数据量大,如何收集这些数据并保证数据的实时性和完整性是智能电网要解决的问题之一。而从信息利用角度来看,使用多级信息接口将分散在各类信息系统的数据进行集成,方便不同业务关注人员对数据进行应用,实现智能电网的高级分析应用功能。
信息交互接口应用实现设计
居民用户信息交互接口实体由一组软件组成,智能电网域通过调用软件,实现功能层、信息层和通信层的功能。
目前,定义居民用户信息交互接口连接5个域,即用户域、电力市场域、电力运行域、用电服务域和第三方服务域。居民用户信息交互接口旨在满足居民用户业务层应用需求。因此,信息交互接口主要向用户提供信息管理功能和用电服务功能。
以需求响应(DR)系统为例,DR服务提供商通过居民用户信息交互接口与用户实现4个层面的信息交互。用户通过接口信息管理功能在DR服务系统注册。①在高级应用级,DR服务提供商向用户提供电价信息、价格谈判信息、削峰填谷预期效果信息,由用户进行预判并指导设备运行;②在系统级,DR服务商将提出的请求行为直接发送到DR客户端响应,由DR客户端进行家电下一步行为设定,设计最佳方案,并向下级设备发送控制指令,如“减少1kW的负荷”;③在区间级,DR服务提供商使用智能插座、恒温器等自动化设备发送信号来控制家电的运行,如能源服务提供商可能会发送一个命令到用户冰箱恒温器设定特定的温度期望值;④在负荷级,DR服务提供商直接控制家电负荷,例如第三方服务可以通过DLC直接控制居民用户空调和热水器。
结语
智能电网用户接口研究涉及领域众多,且有用户域用电结构的复杂性和多变性带来的相关问题,对于数据传输的安全性和可靠性等问题更值得研究和关注,而本文对居民用户信息交互的研究只是其中的一部分,并且,现阶段研究主要在逻辑层面。因此,必须进一步研究适应我国需求的智能电网用户接口并将成果进行推广和应用,而这些必须根据我国电网发展来进行自主创新的研究、设计和具体实施,并针对电网建设情况进一步优化,从而促进智能电网的推广。
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