SGUI定義研究V0.7-華電20131028資料

1、智能電網(wǎng)用戶接口概念研究V 0.7華北電力大學2013年10月目 錄1.前言12.范圍13.相關術語13.1 IEEE P203013.2 IEC 749843.3 ESI白皮書43.4其它術語54.智能電網(wǎng)用戶接口概念模型54.1 用戶的智能電網(wǎng)接口54.2 通信基礎64.3 智能電網(wǎng)應用系統(tǒng)94.4 智能電網(wǎng)用戶接口概念模型105智能電網(wǎng)用戶接口定義115.1 SGUI概念115.2 接口的層次性125.3 需求響應用戶接口（DRI）125.4 能效用戶接口（EEI）146其他接口定義分析156.1 美國SGUI概念156.2 NIST ESI概念156.3 IEC62746概念166.4

2、 IEEE P2030概念177接口實例說明187.1 DR系統(tǒng)實例187.2 充電系統(tǒng)實例217.3 EE系統(tǒng)實例23華北電力大學（北京）1. 前言IEC PC118智能電網(wǎng)用戶接口（Smart Grid User Interface，簡稱SGUI）標準的編制工作正在進行中，且已有部分成果，但還沒有發(fā)布正式標準文檔。因此，國內(nèi)外專家雖然有了SGUI高度抽象層面的共識，但還沒有統(tǒng)一的SGUI概念定義。本文檔通過對IEC 7498、IEEE P2030、NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability Standards, Re

3、lease 2.0和SGIP ESI白皮書中相關概念進行研究，分析得出“智能電網(wǎng)用戶接口（SGUI）”、“需求響應用戶接口（DRI）”和“能效用戶接口（EEI）”的概念，以期對后續(xù)國內(nèi)和IEC的SGUI標準的開發(fā)工作有所助益。2. 范圍本文根據(jù)智能電網(wǎng)用戶相關應用的需求，借鑒國際相關研究成果，分析研究智能電網(wǎng)用戶接口的內(nèi)涵，并給出一種智能電網(wǎng)用戶信息交換接口（SGUI）的定義。3. 相關術語本文檔在研究SGUI的概念時主要參考了以下標準：IEEE P2030；ISO/IEC 7498-1；ESI 1.0；IEC SG3 ；IEC 62746；IEC 61850；IEC 61968；XML Sc

4、hema Definition Language (XSD) 1.1 Part 1: Structures, W3C等。3.1 IEEE P20303.1.1 architecture（架構）：系統(tǒng)或組件的組織結構、關系以及管理它們設計和革新的原則和指導方針。architecture: The organizational structure of a system or component, their relationships, and the principles and guidelines governing their design and evolution over time

5、.3.1.2 data flow（數(shù)據(jù)流）：從數(shù)據(jù)生產(chǎn)者到數(shù)據(jù)消費者的應用層通信。data flow: Application-level communications from a producer of data to a consumer of the data.3.1.3 data link（數(shù)據(jù)鏈路）：從源地址到目的地址的物理通信連接（電線、光纖、無線等）。data link: A physical communication connection (wire, fiber, wireless, etc.) from a source to a destination.3.1.4 i

6、nterface（接口）：實體間的邏輯連接，通過數(shù)據(jù)鏈路來支持數(shù)據(jù)流的實現(xiàn)。interface: A logical connection from one entity to another that supports one or more data flows implemented with one or more data links.3.1.5 electric power system(EPS)（電力系統(tǒng)）：為負荷提供電力的設施。electric power system (EPS): Facilities that deliver electric power to a loa

7、d.3.1.6 end-use application（終端應用）：設備或系統(tǒng)中的管理或控制設備的電力消耗或生產(chǎn)的進程。end-use application: A process that administers or controls the consumption or production of electricity at a device (equipment or system) or facility.3.1.7 energy management system (EMS)（能源管理系統(tǒng)）：系統(tǒng)工具，用于監(jiān)測、控制和優(yōu)化能源的生產(chǎn)、交付和消耗。energy management

8、 system (EMS): A system of tools used to monitor, control, and optimize the generation, delivery, and/or consumption of energy.3.1.8 Smart Grid interoperability（智能電網(wǎng)互操作性）：組織機構能夠進行有效地通信和轉移有意義的數(shù)據(jù)，即使這些數(shù)據(jù)使用不同的信息系統(tǒng)，這些信息系統(tǒng)建立在跨地區(qū)和文化的基礎設施之上。Smart Grid interoperability: The ability of organizations to effect

9、ively communicate and transfer meaningful data even though they may be using a variety of different information systems over widely different infrastructures, possibly across different geographic regions and cultures.3.1.9 Entities（實體）：（包括設備、通信網(wǎng)絡、計算機系統(tǒng)、軟件程序等）實體通常位于域中，通過接口相互連接。每個觀點都有更為匹配自己技術的實體。然而，從另

10、外觀點上看，每個實體可匹配適當?shù)膶嶓w（們）。Entities (devices, communication networks, computer systems, software programs, etc.) are generally located inside a domain and are connected to each other through one or more interfaces. Each perspective has entities that more closely map to its technology. However, each entit

11、y can map to an appropriate entity or entities in another perspective.3.1.10 utility（電力公司）：進行電的發(fā)、輸、配送的機構。utility: An electric power generation, transmission, or distribution organization.3.1.11 Bulk generation（大型發(fā)電）：大量電力的生產(chǎn)者，可為配電存儲能量。Bulk generation: The generators of electricity in bulk quantities.

12、 May also store energy for later distribution.3.1.12 Transmission（輸電）：大量電力遠距離傳輸?shù)妮d體。Transmission: The carriers of bulk electricity over long distances.3.1.13 Distribution（配電）：分配電力至客戶或從客戶產(chǎn)生的電力。Distribution: The distributers of electricity to and from customers.3.1.14 Control/operations（控制/運行）：管理電力的傳輸。

13、Control/operations: The management of the movement of electricity.3.1.15 Service providers（服務提供商）：為電力客戶和電力公司提供服務的組織。Service providers: The organizations providing services to electrical customers and utilities.3.1.16 Markets（市場）：電力市場的經(jīng)營者和參與者。Markets: The operators and participants in electricity mar

14、kets.3.1.17 Customers（用戶）：電力的終端使用者。Customers: The end users of electricity.3.1.18 用戶接口點實體：用戶接口點是一個內(nèi)部部署的設備通用點，可與用戶域外部實體通信?？梢允俏锢斫涌谙?、電表、EMS、發(fā)電機控制器、受控負荷設備或直接連接。一個用戶可有多個接口點。Customer Point(s) of Interface- Entity: The customer point(s) of interface is a common point for the on-premises devices that may co

15、mmunicate with the entities outside of the customer domain. Can be a physical interface box, meter, EMS, generator controller, controllable load devices, or directly connected. A single customer may have more than one point of interface.3.1.19 用戶能源門戶：支持用戶與服務提供商的交互?？赏ㄟ^網(wǎng)絡訪問、電話支持或其他手段進行。包括能源使用、計費數(shù)據(jù)和用戶授

16、權。Customer Energy Portal: Supports customer interaction with the service provider. May be accessed via the Internet, telephone support, or other means. Includes energy usage, billing data, and customer authorizations.3.2 IEC 74983.2.1 實系統(tǒng)（real system）：一臺或多臺計算機、相應的軟件、外圍設備、終端、操作員、物理過程和信息傳送手段等的集合，形成了一個

17、能執(zhí)行信息處理和/或信息傳送的自治整體。3.2.2 開放實系統(tǒng)（real open system）：在與其他實系統(tǒng)通信時，遵守OSI標準要求的實系統(tǒng)。3.2.3 開放系統(tǒng)（open system）：開放實系統(tǒng)與OSI有關的各方面在參考模型中的表示。3.2.4 應用進程（application process）：在開放實系統(tǒng)中，為具體應用執(zhí)行信息處理的元素。3.2.5 開放系統(tǒng)互連環(huán)境（OSIE）：由OSI參考模型定義的概念、元素、功能、服務、協(xié)議等，及其派生出的用于在開放系統(tǒng)之間通信的特定標準的抽象表示。3.2.6 應用進程調用（application-process-invocation）：

18、為了支持信息處理的特定情況，對給定的應用進程的部分或全部能力的特定使用。3.2.7 應用實體（application-entity）：應用進程內(nèi)的活動元素，表現(xiàn)為一組能力的集合。這些能力與OSI相關且為了應用層定義的。3.2.8 服務（service）：(N)層及其以下各層的一種能力，在(N)層和(N+1)層之間的邊界上把這種能力提供給(N+1)實體。3.2.9 實體（entity）：(N)子系統(tǒng)內(nèi)的活動元素，是為對應于一特定(N)實體類型的(N)層定義的一組能力（不包括任何正在使用的額外能力）的具體化。3.3 ESI白皮書3.3.1 應用（Application）：由域內(nèi)的參與者執(zhí)行的任務。

19、一些應用可由單一參與者完成，有些應用是由多個參與者配合完成。3.3.2 關聯(lián)（Association）：是參與者間建立的邏輯連接關系。關聯(lián)的端點即連接參與者的接口。3.3.3 接口（Interface）：兩系統(tǒng)連接、作用或相互通信處。3.4其它術語4. 智能電網(wǎng)用戶接口概念模型4.1 用戶的智能電網(wǎng)接口智能電網(wǎng)的電力用戶需要和電網(wǎng)進行能量和信息的交換，用戶消費電網(wǎng)輸送的電力，同時也提供自己分布式能源的電力給電網(wǎng)。用戶需要與電網(wǎng)進行信息交換，同時也要于電力運營商、電力服務商、電力市場和第三方服務商進行相關的信息交換。用戶除了與電網(wǎng)等電力相關的部門進行信息交換外，還需要與煤氣、水、有線電視和電話等

20、非電力部門進行信息交換。圖 4-1 用戶接口的信息流與能量流因此，智能電網(wǎng)的電力用戶不但要具有電能量的交換接口還要具有天然氣等其它能量的交換接口，還要具有各種信息交換的接口與外界進行各種信息交換，電力用戶的外界接口如圖4-1所示。電力用戶與外界的接口要完成多種功能，用來滿足用戶日常的生產(chǎn)和生活的需要， 不但要有能量流接口還要有信息流接口。作為電網(wǎng)企業(yè)（發(fā)電、輸電、配電）首先要為用戶提供能量，用戶通過能量接口與電網(wǎng)的配電設施連接，獲取電能，同時用戶也可通過這個能量接口向電網(wǎng)提供電能，把用戶分布式能源系統(tǒng)的電能反向輸送給電網(wǎng)。電網(wǎng)企業(yè)與用戶主要進行能量流的交互。而電力運行企業(yè)、電力市場企業(yè)、電力服

21、務商和第三方服務商主要與用戶進行信息流的交換。電力的運行企業(yè)在智能電網(wǎng)的領域中不但要運行和控制電網(wǎng)實施保障電力供應，還要管理和控制用戶的電力設施，包括用戶能源管理系統(tǒng)、用戶負荷設施、用戶儲能和分布式能源系統(tǒng)進行合理用電和安全用電。電力市場企業(yè)通過信息交換，為用戶提供各種電力市場信息，指導用戶的電力消費，最終平衡供需關系。電力服務商提供支持電力系統(tǒng)、配電和用戶之間業(yè)務流程的服務。這些業(yè)務流程不僅包括傳統(tǒng)的公用服務事業(yè)，例如計費，用戶賬戶管理等，還包括擴充的用戶服務，例如能源使用管理和家庭能源發(fā)電等等。第三方服務商提供新型服務和產(chǎn)品來滿足智能電網(wǎng)帶來的新需求和機遇，這些新興的服務代表著重大的新的經(jīng)

22、濟增長領域。4-2 接口業(yè)務的分類按服務的提供方劃分，用戶接口可分4類，電力運行接口、電力市場接口、電力服務接口和第三方服務接口，如圖4-2所示。4.2 通信基礎電力相關部門建立的電力專用通信網(wǎng)和公共互聯(lián)網(wǎng)Internet 的發(fā)展使電力用戶與電網(wǎng)及運營企業(yè)、電力市產(chǎn)、電力服務企業(yè)、第三方的服務商的通信成為可能，這種端到端的通信如圖4-3所示，電力通信專網(wǎng)連接著發(fā)電、輸電、變電、配電和用電部門，甚至是用戶的電表，專用通信網(wǎng)在實現(xiàn)通信功能的同時也保證了信息的安全。圖4-3 P2030端到端的智能電網(wǎng)通信模型用戶與電力運行企業(yè)通信：電力運行企業(yè)控制/運行的網(wǎng)絡（亦被稱為后端辦公）可以是一個單一的聚合

23、的實體，依據(jù)電力企業(yè)或能源提供模型的類型，管理每個輸、配電網(wǎng)段的輸、配以及用戶或一個控制實體（如DMS/EMS或其他）。電力運行企業(yè)可以通過回程網(wǎng)與用戶側的DER網(wǎng)絡通信，也可以通過辦公移動網(wǎng)與用戶側的ESIs/xAN，智能電表/ESI等網(wǎng)絡通信。回程網(wǎng)可以認為屬于電力企業(yè)和/或由公共電信服務提供商管理，它可以是有線的（撥號，T1，雙絞線，電纜，光纖等），也可以是無線的（3G，WIMAX，點到點，尋呼機，無線電等）。辦公移動網(wǎng)用于電力企業(yè)的調度，維護以及日常運行。DER網(wǎng)絡使用有線/無線網(wǎng)絡，通過ESIs和/或電子表與用戶駐地網(wǎng)連接，能夠用來平衡電力負荷。ESI是一種特殊的設備，可以認為它是網(wǎng)

24、絡中心，也可以認為是邏輯上的網(wǎng)關。xAN代表了HAN，BAN和IAN三種網(wǎng)絡。智能電表是AMI的一部分，用于各種各樣的計量任務。用戶與電力市場企業(yè)通信：電力市場企業(yè)提供有關變化能源/電力價格信息的能源信息服務，建立一個能源買賣市場，使用戶和電力企業(yè)的動態(tài)能源交換服務成為可能。電力市場企業(yè)通過安全的公共網(wǎng)絡連接與用戶進行通信。用戶與電力服務商通信：電力服務商為電力系統(tǒng)中發(fā)，配電和用戶的商業(yè)流程提供服務。電力服務商可以通過公共網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)/因特網(wǎng)服務提供商（ISPs）與用戶進行通信。通過寬帶接入路由，ISPs為用戶駐地網(wǎng)提供互聯(lián)網(wǎng)接口，為用戶提供能源管理服務，而各層次的能源管理服務通過互聯(lián)網(wǎng)云時必須

25、提供特定程度的協(xié)議安全。用戶與第三方服務商通信：第三方服務商提供的服務有家庭和商業(yè)的能源管理服務，需求響應服務以及終端用戶和電力企業(yè)的聚合服務。第三方服務商網(wǎng)絡可以通過寬帶互聯(lián)網(wǎng)路由，用戶無線/有線HAN網(wǎng)絡和HBES網(wǎng)絡與用戶能源設備通信，以管理用戶中的控制開關，執(zhí)行器，電機，能源，負荷，其他智能設備和有線設備。其中寬帶互聯(lián)網(wǎng)路由包括wifi路由，電纜調制解調器，ADSL調制解調器，WiMAX調制解調器等等。用戶側網(wǎng)絡：用戶側網(wǎng)絡(CPN)包括HAN、BAN、IAN。它允許應用程序，例如：遠程控制負載、DER監(jiān)控和控制、顯示居民用戶用電狀況、樓宇系統(tǒng)的集成。它也提供審計/日志功能，記錄用戶側

26、網(wǎng)絡設備的執(zhí)行情況。用戶能源管理系統(tǒng)通信：DER通信：用戶側發(fā)電（即分布式電源）和儲能系統(tǒng)可以使用有線或無線網(wǎng)絡，通過SGUI或智能電表連接到HAN、BAN、IAN。分布式電源可以用來平衡電網(wǎng)的電力負荷。電能可以由用戶供給電網(wǎng)，能源供應的比例可以動態(tài)的變化。電動汽車通信：電動汽車既可以是負荷，也可以是電源/儲能裝置，電能可以反饋電網(wǎng)，保持平衡。當車輛處于靜止，電網(wǎng)給電池充電時，PEVs被認為是一個負荷；當PEVs放電時，電網(wǎng)公司使用適量的（規(guī)?；╇姵剡M行放電，對規(guī)避用電高峰具有重要意義。負荷控制通信：負荷可以是電器，PEVs等。負荷可以分為工業(yè)負荷，商業(yè)負荷和居民負荷。智能電表通信：智能電表

27、執(zhí)行各種智能量測任務，是AMI的主要部分。SGUI可選擇安裝在智能電表中，相當于鄰域網(wǎng)NAN 和用戶側網(wǎng)絡CPN之間的通信網(wǎng)關，包括家庭樓宇電子系統(tǒng)HBES、負荷、電動汽車、用戶側DER網(wǎng)絡。NAN、CPN、HBES和DER網(wǎng)絡可以用不同的物理介質進行互聯(lián)。因此，為了最大程度地實現(xiàn)互操作性，涉及智能電表的通信標準不應局限于某一特定的通信介質。根據(jù)國際標準化組織（ISO）的開放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型，通過對分層的功能的使用，使得ICT中的互操作性已得到了普遍的改善。在這個參考模型中，功能被分成不同的層，層與層間通過服務接口層進行連接。如圖4-1-2所示，IEEE P2030智能電網(wǎng)信息技術互

28、操作性的重點是4至7層。圖4-4 OSI參考模型4.3 智能電網(wǎng)應用系統(tǒng)在電力運行、電力市場和電力服務等領域中，管理人員需要使用相應的管理系統(tǒng)來輔助管理人員的工作，包括管理電力的傳輸、為電力客戶提供服務和電力市場的經(jīng)營等。這些管理系統(tǒng)集成了多種業(yè)務處理工具，監(jiān)測、控制和優(yōu)化能源的生產(chǎn)、交付和消耗。管理系統(tǒng)是針對不同業(yè)務的計算機應用系統(tǒng)，也稱為智能電網(wǎng)應用系統(tǒng)。電力用戶需要在自己的用戶系統(tǒng)（/設備）與智能電網(wǎng)應用系統(tǒng)之間建立數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)信息的交互，如圖4-5所示，SGUI具有支持信息流建立和信息交的能力，SGUI的這種能力是通過自身的實體功能和通信基礎設施（OSI環(huán)境）提供的服務實現(xiàn)的。用戶應用

29、系統(tǒng)信息交換概念模型如圖4-5所示。從計算機科學的角度看，智能電網(wǎng)應用系統(tǒng)由許多應用進程組成，包括具有通信功能的進程和無通信功能的進程。當一個應用進程需要與另一個應用進程通信時（如配電EMS的讀取用戶數(shù)據(jù)進程要求用戶的采集進程提供功率數(shù)據(jù)時）就是調用SGUI服務的一個過程，如圖4-6所示。圖4-5 用戶應用系統(tǒng)信息交換概念模型智能電網(wǎng)應用系統(tǒng)的各應用進程處于OSI環(huán)境之上，這些進程可以通過調用SGUI接口提供的服務，直接或間接地使用OSI環(huán)境完成通信。圖4-6 應用進程調用SGUI進行通信的過程4.4 智能電網(wǎng)用戶接口概念模型智能電網(wǎng)用戶接口SGUI的主要功能是為用戶的應用系統(tǒng)提供通信服務，用

30、戶的應用系統(tǒng)使用這些基本的通信服務功能，可以注冊到電力服務系統(tǒng)，得到電力服務系統(tǒng)的認證和授權后能夠與各種運行、市場和服務程序進行信息交互，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的互動化。智能電網(wǎng)對SGUI的通信服務功能要求如下：l 注冊管理，用戶生命周期服務，允許注冊用的啟用，停止和控制；l 安全認證管理，進行身份驗證，通信服務加密和解碼；l 客戶端管理，記錄管理注冊用戶（在生命周期內(nèi)）；l 資源使用授權管理；l 信息交換服務包括：發(fā)布/訂閱消息，請求/回復消息，消息加密；l 系統(tǒng)管理，允許管理和監(jiān)視接口信息交換，進行接口配置管理、故障管理、安全管理和記賬管理等，并發(fā)性控制服務（用來管理分布在服務中的共享的、同一的項目

31、）；l 時間服務，對分布式應用進程提供一個配置需要的時間精度；l 提供可選的通信服務質量，如果網(wǎng)絡信息不能發(fā)送到預定地址，確保發(fā)送源能收到未發(fā)送的提示信息，提供對網(wǎng)絡信息處理速度的動態(tài)調整。如圖4-7所示，接口概念模型分為五個域，即用戶域、電力運營商域、電力服務商域、第三方服務商域和電力市場域。電力服務商域包含計費系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)、緊急服務系統(tǒng)、樓宇管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、需求響應服務系統(tǒng)、售電市場管理系統(tǒng)等；第三方服務商域包含電能管理服務系統(tǒng)、輔助服務系統(tǒng)、需求響應用戶系統(tǒng)、用戶聚合服務系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)等；用戶域包含用戶系統(tǒng)、智能設備、簡單設備和電表。用戶域與電力運行域、電力市場域、電力

32、服務商域和第三方服務商域進行信息交換；電力服務商域從電網(wǎng)運行域、電力市場域取得信息，經(jīng)過處理后與用戶進行信息交換，同時也與第三方服務商域進行信息交換。監(jiān)管部門負責對電力運行、電力市場、電力服務商域和第三方服務進行監(jiān)督，因此，也有信息交換。圖4-7 用戶接口的概念模型用戶與電力服務商、第三方服務商之間通過通信基礎設施（SGUI接口）進行信息交換，完成各種業(yè)務，電力服務商系統(tǒng)與電力運行系統(tǒng)、電力市場系統(tǒng)通過企業(yè)信息總線（如IEC 61968等）進行通信。5智能電網(wǎng)用戶接口定義5.1 SGUI概念智能電網(wǎng)用戶接口（SGUI）是智能電網(wǎng)領域中為用戶系統(tǒng)和用戶設備提供通信服務的實體，通過直接或間接調用通

33、信網(wǎng)絡提供的信息交換功能，實現(xiàn)用戶應用進程與智能電網(wǎng)其它相關系統(tǒng)之間的通信，旨在促進智能電網(wǎng)的互操作。SGUI的模型如圖5-1所示，目前，定義的SGUI連接五個域，即用戶域、電力服務商域、電力運行域、電力市場域和第三方服務商域。為了實現(xiàn)對接口的管理和安全控制，SGUI管理系統(tǒng)是一個必要的系統(tǒng)，主要功能包括安全認證、用戶管理、運行管理和服務質量管理等。圖5-1 SGUI的定義5.2 接口的層次性SGUI位于OSI應用層之上的應用系統(tǒng)之中，是應用系統(tǒng)中的一個通信服務子層，SGUI由一組特殊的應用進程組成，為更高子層提供服務。服務系統(tǒng)和用戶用用系統(tǒng)，可直接調用OSI環(huán)境，也可通過其他服務XMPP間接

34、調用OSI環(huán)境，為用戶和電網(wǎng)提供交互信息。接口的層次如圖5-2所示。圖5-2 SGUI接口的層次性SGUI接口的層次性可以通過DR業(yè)務為例進行說明，DR業(yè)務調用DR業(yè)務服務接口，由DR業(yè)務服務接口調用SGUI通信服務，而SGUI可以直接或間接調用OSI環(huán)境來完成信息交換。5.3 需求響應用戶接口（DRI） 需求響應用戶接口（DRI）是通過調用SGUI服務，實現(xiàn)需求響應應用進程間通信的實體。需求響應應用進程存在于參與需求響應的各系統(tǒng)和設備中。圖5-3 用戶DR信息交換概念模型圖5-3是DR信息交換概念模型，分為4個域：電網(wǎng)域/電力運行域/電力市場域、電力服務商域、第三方服務商域以及用戶域。監(jiān)管部

35、門監(jiān)管電網(wǎng)域/電力運行域/電力市場域、電力服務商域和第三方服務商域的運行。電網(wǎng)域/電力運行域/電力市場域涉及到的角色（actor）有：配電運行管理、配電EMS，和用電信息采集/AMI。電力服務商域列出的角色是DR系統(tǒng)，第三方服務商域列出的角色是DR聚合用戶系統(tǒng)，在DR用戶域，分為用戶系統(tǒng)和用戶設備，均與DR-C相連，DR-C可以根據(jù)需求直接連接到DR系統(tǒng)，也可以連接到DR聚合用戶系統(tǒng)。在第三方服務商域，每個DR聚合用戶系統(tǒng)都與用戶域的一個DR-C相連，然后DR聚合用戶系統(tǒng)又按樹狀層級聚合，最頂端的DR聚合用戶系統(tǒng)與DR系統(tǒng)相連，第三方服務商域里可以有多個DR聚合用戶系統(tǒng)組成的樹狀結構。與需求響

36、應直接相關的角色是DR系統(tǒng)、DR聚合用戶系統(tǒng)和DR-C，它們之間的通信基于SGUI接口。圖5-4 用戶DR接口的概念模型圖5-4是用戶DR接口的概念模型，與圖5-3對應，由圖可見，電網(wǎng)域/電力運行域/電力市場域中的actor通過企業(yè)總線IEC 61968等方式連接，而其他三個域中的actor都是在通信基礎設施SGUI接口的基礎上實現(xiàn)通信的。5.4 能效用戶接口（EEI）能效用戶接口（EEI）是通過調用SGUI服務，實現(xiàn)能效應用進程間通信的實體。能效應用進程存在于參與能效管理的各系統(tǒng)和設備中。正在編制中。6其他接口定義分析6.1 美國SGUI概念美國提交文檔中對于SGUI的定義：SGUI is

37、a bi-directional, logical, abstract interface that supports appropriately secure communications of information between an entity within the customer domain and an external energy service provider. Devices and applications will implement the SGUI between service providers and customers. SGUI是一個雙向的、邏輯

38、的、抽象的接口,支持在用戶域中的實體和一個外部能源服務提供商之間進行適當?shù)陌踩畔⑼ㄐ拧ＴO備和應用程序將在服務提供商和客戶之間實現(xiàn)SGUI。從SGUI（美國）概念中，可以看出SGUI是一個接口，可提供通信服務，并且需要依靠設備和應用程序實現(xiàn)。而這些在SGUIv0.5中都有所體現(xiàn)，故具有一致性。6.2 NIST ESI概念ESI的概念：An ESI is a bi-directional, logical, abstract interface that supports the secure communication of information between internal entit

39、ies (i.e., electrical loads, storage and generation) and external entities. It comprises the devices and applications that provide secure interfaces between ESPs and customers for the purpose of facilitating machine-to-machine communications. ESIs meet the needs of todays grid interaction models (e.

40、g., demand response, feed-in tariffs, renewable energy) and will meet those of tomorrow (e.g., retail market transactions).ESI是一個雙向的、邏輯的、抽象的接口，支持內(nèi)部實體和外部實體之間的安全信息通信。ESI由在ESP和用戶之間提供安全接口的設備和應用組成，促進了M2M通信。ESI滿足當前的電網(wǎng)交互模型的需求，并將滿足未來的需求。An ESI is a bi-directional, logical, abstract interface that can be int

41、egrated or realized in physical devices such as gateways, energy management systems and electric meters. It consists of two sides or faces, the grid face and the facility face. The grid face is exposed to energy service providers and the facility face is exposed to customer systems.ESI是一個雙向的、邏輯的、抽象的

42、接口，可以在物理設備（如網(wǎng)關、EMS和電表）中集成或實現(xiàn)。ESI接口由兩側或兩面組成，即電網(wǎng)側和設備側。電網(wǎng)側對應于ESP和設備側對應于用戶系統(tǒng)。如圖1、2所示，SGUIv0.5的概念模型，也是具備two sides的性質，完成著電網(wǎng)側和用戶側的信息交互。6.3 IEC62746概念 This International Standard establishes an architecture that is supportive of interfaces and protocol profiles relevant to systems connected to the electrica

43、l grid. This part of the standard describes specific message transport and services, based upon the use of an XMPP message transport.Figure 1 shows the relationship of IEC 62746 to other IEC TC57 standards and those of other IEC and ISO technical committees. 圖6-1 IEC62746的應用EndPoint：It is a consumer

44、 or producer of messages that are defined by this standard. An End Point can be associated with zero or more resources. An End Point can receive messages pushed from a Head End or send requests or events to a Head End.尾端點：是在標準中定義的信息的消費者或生產(chǎn)者。一個尾端點可以關聯(lián)到零個或更多的資源。一個尾端點可以接收從首端點推送的消息或發(fā)送請求或事件給一個首端點。Head En

45、d：A special case of an End Point, where a Head End is effectively a parent of many End Points with the responsibility for coordination of those End Points. A Head End is responsible for pushing to or receiving message from many End Points. A market operator or aggregator will typically implement a H

46、ead End interface.首端點：是一個特殊的尾端點，實際上是許多尾端點的父節(jié)點，負責協(xié)調這些尾端點。一個首端點負責推送或接收信息從許多的尾端點。市場的運營商或聚合器通常會充當一個首端點的角色。6.4 IEEE P2030概念接口：從一個實體到另一個實體，支持一個或多個數(shù)據(jù)流、實現(xiàn)一個或多個數(shù)據(jù)鏈路的邏輯鏈路。7接口實例說明下文給出具體的接口實例，通過圖示和文字說明來闡述SGUI接口是如何在DR系統(tǒng)、充電系統(tǒng)和EE系統(tǒng)中完成信息交換的。7.1 DR系統(tǒng)實例圖7-1 某工業(yè)用戶DR系統(tǒng)實例結構圖圖7-1是一個工業(yè)用戶的DR系統(tǒng)應用實例，參與者包括：電網(wǎng)側的DR服務系統(tǒng)、電網(wǎng)調度系統(tǒng)、用

47、電信息采集系統(tǒng)、電網(wǎng)管理員、用電管理系統(tǒng)，用戶側的能源管理系統(tǒng)及下屬的簡單設備與智能設備；DR服務系統(tǒng)與用電管理系統(tǒng)通過用電信息采集系統(tǒng)獲取當前與預測的電網(wǎng)狀態(tài)，自動生成DR事件或發(fā)送直接控制命令給用戶能源管理系統(tǒng)或其下屬智能設備，并由電網(wǎng)管理員完成整個過程的監(jiān)視與管理；圖中智能設備與能源管理系統(tǒng)是通過SGUI及上層接口相連接，智能設備也可直接通過SGUI及DRI等接口連入通信網(wǎng)絡；電網(wǎng)各個參與者之間的網(wǎng)絡通信主要使用已有的電力企業(yè)內(nèi)部協(xié)議與支撐的DRI完成（也不排除使用SGUI的可能性）；電網(wǎng)與用戶間的通信必須通過SGUI及SGUI支撐的DRI完成。圖7-2 DR系統(tǒng)網(wǎng)絡與協(xié)議實例圖圖7-2是DR服務系統(tǒng)對工業(yè)用戶中一個智能設備進行DR管理的協(xié)議棧實例，二者通過DRI與SGUI組成的SGUI總線實現(xiàn)用戶設備與系統(tǒng)與電網(wǎng)系統(tǒng)的互聯(lián)。DR服務系統(tǒng)通過EPON接入通信網(wǎng)絡，智能設備則通過wifi通過網(wǎng)關接入通信網(wǎng)絡；其他用戶與電網(wǎng)系統(tǒng)之間的信息交互與圖7-2相似，僅在于低層接入網(wǎng)絡的實際情況可能不同。用電信息監(jiān)測與DR服務系統(tǒng)間通過電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部總線進行通信（如NIST），具體過程不做詳述；DR服務系統(tǒng)當獲取到電網(wǎng)負荷即將達到并超過設置閾值時， DR決策進程啟動并建立DR事件。圖7-3 DR服務系統(tǒng)與智能設備間信息交互序列圖圖7-3是一個DR服務系