发布时间 : 星期日 文章智能电网需求响应信息交换接口研究(1223)更新完毕开始阅读54feac88c1c708a1284a44fd
4.2.2 需求响应信息交换概念模型
如图4-3所示为需求响应信息交换概念模型：
图4-3 DR信息交换概念模型
DR信息交换概念模型与智能电网需求响应系统架构相对应，从图中可以看出，电力系统电力市场域中的actor通过企业总线IEC 61968等通信，DR-D系统、DR聚合用户系统、DR-C都连接到通信基础设施SGUI接口上，从而实现相互之间的通信，这是因为DR是基于SGUI接口而为用户提供服务的[23]。
4.2.3 需求响应接口概念模型
如图4-4所示为需求响应接口概念模型：
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图4-4 DR接口概念模型
DR接口概念模型中，将SGUI提供的通信基础设施作为主干，4个域中的actor根据需求再通过DRI与通信基础设施相连[24]。
4.2 需求响应数据模型
智能电网需求响应数据模型定义了需求响应系统中各种功能的数据模型、需求响应数据模型，以及需求响应相关的各种用户设备数据模型。
数据模型将包括DR事件模型、电价信号模型、DR激励模型、DR用户模型、用户量测设备模型、用户控制系统模型、工厂负荷模型、居民负荷模型等公用数据模型，以及分布式发电、分布式储能、电动汽车、能源管理等扩展数据模型。定义的数据模型提供实现电网侧DR系统与用户侧设备/系统所需交互的信息以支持需求响应[25]。
以一个数据模型来囊括所有的用例，可以表示各种业务，类似于域模型，处于OSI七层协议的表示层。
明确定义的数据模型不仅使数据交换和遗留程序调整变得容易，同时可提升安全的适用性和性能需求。架构中的数据模型可为完整的管理过程提供很好的指示，由多个应用通过建立共同的语义可促使数据的使用。例如，IEC第57技术委员会（IEC TC 57）提出的公共信息模型（IEC 61970[B10]）促使了信息交换的互操作性，通过标准化对象模型的使用，为智能电网基础设施中信息元素的使用提供语义（抽象信息模型）、上下文（档案标准化）和句法（模式或消息）。另一方面，IEC61968标准系列（B11）使得分布式软件应用系统的内部应用信息交换支持电力公司配电网络在电力企业系统环境中的管理。这个系列基于CIM定义、规范消息结构及举例
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中参数和信息推荐的使用[26]。其他规格的设置，如AIM的相关标准IEC62056[B12]，为电量测量提供服务描述和协议规范，交换的数据有电表读数、收费和负荷控制。在更高层，该模型比数据的技术实现更为重要。从商业角度来看，好的数据模型通过支持使用该数据的更多应用、以新颖的方式检测信息来提高其价值，可提高智能电网的投资回报率。基于本体的策略创建和操作数据模型上的使用是成功的，提供简易输出或译为XML/UML，可提供了互操作性。若意义不清楚，数据便不使用。在一个简单应用中，开发人员努力使各种用户界面的意义明确，但当数据转移到另外系统即另外的环境中，意义便不再准确。本体成为日渐流行的方式，提供数据模型的逻辑语义，这基于机器可读的共同理解之上。本体通常以OWL形式展现，这是XML的扩充，允许类（如类型）、子类、与域和范围的关系以及其他特征如对称性和传递性（如a等于b，b等于c，那么c等于a）。数据一致性和重复数据删除是复杂企业的主要问题，系统的不协调发展会导致独立数据命名约束，但涉及到的设备是固定的。本体可以方便的添加新的类型和关系作为域的发展，亦可允许智能上下文搜索。此外，本体允许信息由已存在知识推断出来且无需显示。额外的好处在于，不利于本体的复杂政策可依据条件进行评估，并在政策中的操作条件被检测时强制执行[27]。最重要的在于数据意义的明确显示，本体为意义提供锚点，即原始数据共享的基础。
4.3 需求响应功能服务
这种体系结构旨在解决一组重要的功能需求，这组功能需求直接与通信系统相连而间接与支持的设备相连，而设备可能连接到电网[28]。以下是功能需求：
? 设备将有一个独特的身份。这个身份可用于通信的逻辑地址。
? 设备应配置认证，使他们能够进行身份验证连接到受信任的通信基础设施 ? 设备不得要求接受入站连接，不得有需要打开防火墙中的端口，让他们在互
联网上沟通。设备只会让出站连接到通信基础设施，使用他们的凭据 ? 设备必须能够异步地接收消息，而无需轮询控制器
? 解决特定端点的消息必须是可能的，目的地址可以是一个设备或控制器 ? 应支持组群通信，其中一个控制器能传输消息给一组的所有成员。设备可能
具有零个或多个组中的会员资格。这意味着，每封邮件须有一个单一的来源，但许多潜在的目的地址（目的地址可能是一个组地址）是由通信基础设施维护和管理。
? 控制器必须能够很容易地确定一个设备的存在和状态
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? 消息的虚拟顺序应予以保留。这样一个装置会看到所有由控制器以正确的顺
序发出的命令，而控制器可以看到由设备以正确的顺序发出的所有事件， ? 在互联网上的通信必须加密
? 消息内容应具有可扩展性。如果消息包含不理解的其他设备信息，它可以被
忽略，发送者必须认识和适应这个事实
? 设备应配置参数来控制他们各个方面的行为，并确定自己的功能。其中有些
参数可能是公开的，有些可能是私人的。设备应给通信基础设施提交他们的公共参数
? IETF协议应作为通信基础设施的基础
? 设备或控制器应支持基于安全模型的角色，安全模型定义了访问参数或消息
类型水平
? 应当有一种机制来更新认证，如撤销证书
? 设备或控制器应能以不同程度的信任级别同时保存多个不同的通信伙伴的
连接
需要通信服务，应用层服务时基于基础通信服务的，需求响应功能服务包括： 连接管理、验证、公布/订阅通知、请求/回复消息、消息加密等等。
4.4 需求响应通信协议
Mapping information model and information exchange model 提供通用通信服务接口GCSI中定义的服务和各种协议之间的映射方法，将抽象的服务映射到HTTP、UDP/ IP、TCP/IP 、以太网、WIA、ZigBee、PLC等具体的通信网络和协议上，将系统和设备的应用与具体通信方式加以隔离。描述如何生成和交换具体的通信报文，实现DR 系统、DR 设备之间的互操作，这些报文实现了所定义的信息模型和信息交换模型。
自动需求响应系统涉及两种通信方式：电力专网和互联网。电力专网的核心是建设传感网和宽带接入网。传感网应用于用户侧和配电网，采集用户用电信息，同时完成配电网设备的监测与管理，比如：在楼宇设备室、小区配电室，部署宽带无线和光纤通信设备，从而构建可靠的、灵活的社区通信接入网。宽带接入网分为无线和有线方式：无线方式需要利用McWiLL等宽带无线通信技术，解决环境视频监测、配用电信息采集、图像与话音的接入问题；有线方式需要利用光线技术，将低压光纤复合电缆接入到用户户内及电表的智能用电设备，从而解决用户侧设备的信息接入问题[29]。
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