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图1中各层的说明如下:
(1)用户户内网络/前端局域网(HAN/PAN)
HAN和PAN包含双向电表和分布式发电监控系统等智能终端设备, 以及将这些设备接入领域网的网关功能, 通过这些智能终端设备, 用户可以通过与电网互动积极参与能源效率管理和需求响应。
(2)邻域网(LAN)
HAN内的智能终端设备通过ESI连接到LAN, 有些智能电表等终端设备也可以不通过HAN直接接入LAN。HAN和LAN两层之间的通信连接属于“最后一英里”的连接, 即从用户前端接入高速核心通信网的连接。
(3)广域网(WAN)
WAN将多个LAN连接起来, 充当HAN、LAN和MDMS之间的桥梁。在这一过程中, 可以根据具体需求采用电力通信网、电力数据网、电信运营商提供的IP数据网、无线通信网等各种通信资源。
(4)企业网(Enterprise)
在双向互动体系架构内, 企业网包含MDMS负责存储、处理和分析从各层中采集的数据, 以此获得不同用户的用电行为信息。
(5)外部网(External)
外部网利用双向互动服务平台, 通过PC、智能手机、平板电脑、双向互动终端等终端设备, 向电网公司和电力消费者提供各种业务处理功能。
4数据聚合单元
由于现有智能终端设备的接口、通信技术和通信协议差异性较大, 在本文设计的双向互动服务通信系统架构中, 在LAN层集成了数据聚合单元(DAU)用于将各双向互动服务中的采集与控制数据通过WAN传输至MDMS。并使双向互动服务平台的负荷控制、需求侧管理和营销管理等子系统的信息可以传输至智能终端设备, 作为用户用电行为的指导, 或直接通过执行器进行控制。
使用面向对象的方法, 利用统一的通信模型IEC61850通信标准对数据进行格式化处理, 将更便于MDMS完成对数据的传输、存储和分析, 同时也更有利于双向互动服务平台兼容各类协议标准。
非IEC 61850协议的智能终端设备根据其通信接口接入DAU的数据接入模块, 在DAU内部经过规约解析和数据映射完成向 IEC 61850的标准化转换, 并通过以太网接口经过网络交换设备传输至MDMS, 转换为IEC 61850 模型存储在实时数据库中, 从而通过传感器和执行器实现数据采集和需求侧响应等双向互动服务。DAU还具备显示、存储和故障检测等功能。
5基于IEC 61850的双向互动通信模型
传统的通信规约如103/104等都是面向信号的, 而IEC 61850需要根据信息之间的关系, 利用逻辑节点(LN)、公共数据类(CDC)和抽象通信服务接口(ACSI)对每种智能终端设备进行面向对象建模。因此需要依据IEC 61850的建模方法, 明确数据需求与关系, 定义逻辑节点与逻辑设备。
双向互动服务不同业务之间通信数据具有相似性, 主要的双向互动数据包括:
(1)采集数据:主要为智能终端通过传感器采集并向双向互动服务平台上传的数据。包括设备基本信息、电能数据、交流模拟量、电能质量越限统计数据和事件记录数据:自动记录的负荷越限、工况变化和运行异常等事件。
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