接口内部层次
ISO/IEC开放系统互连基本参考模型(ISO/IEC 7498-1)标准中的分层思想是将庞大而复杂的问题分为若干较小的易于处理的局部问题,通过对开放系统复杂结构7个层次的划分,将开放系统互连中的服务、接口和协议明确地区分开来,使不同的系统之间实现方便可靠的通信。按照ISO/IEC 7498-1标准的分层思想,遵循IEC Smart Grid Standardization Roadmapv1.21draft中提出的SGAM方法,并结合智能电网的架构,将支持智能电网用户接口划分为功能层、信息层、通信层和基础平台层4个层次,用户接口的设计主要是对功能层、信息层、通信层和组件层的设计。居民用户信息交互接口功能层主要用于支持通信业务,在功能层对接口提供的服务进行定义,智能电网业务应用进程通过调用功能层实现居民用户侧与电网侧的信息交互。
用户域的信息处理级别
图5定义了用户信息交互接口的四级结构,显示了不同智能电网域与居民用户域信息交互的示意图。此结构遵循电力管理系统的数据聚合、空间聚合以及功能分离的概念。用户域可以通过智能电网用户接口直接与电力域进行交互,居民用户信息交互接口适用于具有不同能力和约束的不同类型用户的交互,接口的物理位置并不重要,当进行不同的通信业务时对应调用不同的接口级协议。
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。