智能用电小区分层双向互动体系架构研究

智能用电小区分层双向互动体系架构研究

杨博超

(国网陕西省电力公司渭南供电公司陕西渭南714000)

摘要：在本文之中，主要是针对了智能用电小区分层双向互动体系架构研究做出了全面的分析，并且在这个基础之上提出了下文中的一些内容，希望能够给与同行业工作的人员提供一定价值的参考。

关键词：智能用电；小区；分层双向；体系；分析

1导言

针对智能用电发展新形势，围绕国家电网公司原有的智能用电服务技术体系，提出了“向下兼容、适度超前”的智能用电双向互动服务总体架构，阐述了基于物联网的互动服务通信技术架构，描述了基于分层分区识别认证的安全防护架构，给出了基于数据集成、流程集成和业务集成的信息共享集成架构，着重介绍了双向互动服务平台的实现架构和方式。

2智能用电小区综合用能评价的总体思路

智能用电小区综合用能评价的关键是建立一套系统、科学、合理的用能评价指标体系。指标体系应以较少的但在用能评价中占有重要作用的指标来衡量用能状况。在初步建立用能评价指标体系时，为了更全面、更直观的反映小区用能特征，指标选取应尽量全面。但是由于实际数据缺乏、人为指标选取因子忽略了各指标之间的内在联系等客观因素，不可避免的引入一些次要评价指标，因此指标体系需要进一步的优化筛选。充分利用专家的经验和学识，采用Delphi法对初选指标体系进行优化筛选。根据筛选后的指标体系建立用能评价模型，评价过程分为三个层次，分别为一级指标权重计算、二级指标权重计算和综合权重。

3双向互动服务总体架构

随着智能电网尤其是智能用电建设的不断深入，智能用电双向互动服务的新需求不断被提出，双向互动服务的内容逐渐具体。为了适应新形势下智能用电互动服务的发展要求，亟需对原有智能用电技术服务体系进行扩充，形成可以与原有业务和系统“向下兼容、适度超前”的智能用电双向互动服务框架。

新的智能用电双向互动服务总体架构变化主要体现在互动服务平台、信息共享平台以及通信网络与安全防护等环节。其中在互动服务平台环节，新增了新的互动手段，如基于移动终端营销作业手段，实现了用电检查等业务的现场电子化办理，基于微信、支付宝等公众服务平台以及基于国网电子商务平台的互动，实现了电力业务移动办理和移动支付；同时新增了新的互动服务内容，如定制服务、增值业务和商业化模式;在信息共享平台环节，随着用户参与电网互动程度的提高，营销业务流程将不可避免地需要进行整合优化，开展数据、业务及流程方面的集成共享；在通信网络与安全防护环节，新增了基于物联网的互动服务架构，引入IEC61850标准对互动对象进行标准建模以及采用安全加密等手段确保互动内容的私密性和安全性。

4分层双向互动体系架构

4.1目标对象层面

用户侧终端层是双向互动的最低层，该层终端设备主要包括电力用户家庭用能设备、配电自动化配套设施、清洁能源发电设施、电动汽车充电设施、自助缴费设施等，这是响应互动的对象。另外，设备还包括智能交互终端、采集终端、通信终端、传感终端等，智能交互终端负责用能设备的状态控制，采集终端负责用电信息采集，传感终端负责用能设备的信息感知，通信终端负责将相关信息进行传输。小区侧应用层是双向交互的中间层，该层包括两方面的应用，一方面是借助双向通信网络满足小区内的系统应用需求，比如小区安防管理系统、小区停车管理系统、小区综合服务系统等，另一方面是实现电力业务系统的部分功能，包括用电信息采集系统、电动汽车充电管理系统、并网接入管理系统等。小区侧的作用主要是信息初步融合、处理并在此基础上进行相关控制管理，比如，小区内的用户存在并网接入的需求，小区侧根据电网侧的授权对小区的接入请求进行统一管理，减少电力用户与电网直接交互的复杂度、降低了电网企业的管理难度。

电网侧应用层是双向交互的最高层，该层主要提供电力相关业务管理，包括配电自动化系统、用电信息采集系统、能效综合管理系统、电动汽车充电管理系统、并网接入管理系统、营销服务系统等，该层根据采集的相关用电信息，通过进一步的信息存储、分析、挖掘等，进行合理的电能分配、提供科学用电指导、控制并网接入、管理电动汽车充电、完成自助缴费等功能，向用户提供更优质的电力服务，保障电网稳定运行，实现节能减排。

4.2通信层面

短距离通信层是指利用短距离通信技术实现用能设备与交互终端、采集终端等之间的通信，短距离通信技术包括有线和无线两种形式，常见的主要有ZigBee、WiFi、低压电力线载波、蓝牙以及RS485等技术，这一通信层次是建设最为复杂也是最重要的层次，复杂是因为不同应用场景会存在不同的通信方式，重要是因为这是双向交互获取的最原始的数据通道，数据的内容、传输的质量等将直接影响互动的效果。

5双向互动服务平台架构

5.1双向互动服务平台的框架

双向互动服务平台由客户层、展示层、业务逻辑层和数据层组成。

一是客户层用于访问应用系统和处理人机交互的客户端，包括浏览器、桌面应用程序、无线应用等。

二是界面展示层采用MVC应用框架，由界面控制器组件、界面操作组件、JSP页面组件和服务代理单元组成。其中界面的显示由JSP网页组件完成，网页上的具体操作由界面操作组件通过服务代理单元调用业务逻辑层的具体服务来完成，由界面控制器组件负责统一调用不同的界面操作组件和JSP网页组件。对某些需要较大数据量的展示与处理的特殊业务，可建立专用的应用程序处理。

三是业务逻辑层用于部署业务逻辑组件，可细分为业务处理逻辑组件和基础应用支撑组件。其中业务处理逻辑包括大用户互动、居民用户互动、现场移动作业互动、电动汽车互动、分布式电源互动等业务处理逻辑。基础应用支撑为各个组件提供统一、共享的公共服务和平台支撑，包括组织人员、权限服务、参数管理、安全防护和日志服务等。

5.2双向互动服务平台的实现方式

双向互动服务平台集中所有的用电双向互动数据，并对其进行高级分析，双向互动服务平台主要实现方式如下:

一是互动内容。基础互动服务包含信息发布、节电服务、用电指导、用电情景模式、智能插座等;增值互动服务包含家庭电工、微信互动、大用户用能及需求侧管理、大用户负荷智能化控制、分布式电源互动服务、电动汽车运营互动服务等移动作业互动服务;终端注册、即时信息互动、自定义快捷键、拍照、录音、红外、条码扫描、台帐管理、现场业务扩展报装、第三方有偿抄收。

二是互动方式。客户远程互动，即电力企业通过网络互动渠道，实现与客户远程互动，完成用电服务;客户现场互动即电力企业通过现场互动渠道，与客户实现面对面的互动，完成现场交流和用电服务。

6结论

总而言之，对智能用电小区的双向互动体系架构进行了研究，提出了“电网—小区—用户”的分层体系架构。该架构改变传统电网企业单一管理的模式，分层的管理方式更提高了管理的灵活性，提高了故障的快速响应能力，减缓了电网企业的管理压力，有助于电网企业提供更优质的服务，同时小区管理部门参与双向互动的管理，通过信息共享有利于进一步开展各类小区服务，提高小区的服务质量，提升用户的满意度。

参考文献：

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