智能用電互動體系構(gòu)架

互動業(yè)務(wù)構(gòu)架設(shè)計藍圖

智能用電互動的新增業(yè)務(wù)和原有業(yè)務(wù)構(gòu)架如，圖 3 所示。 在原有的互動業(yè)務(wù)模型基礎(chǔ)上，進行融合、完善、新增，形成智能用電互動業(yè)務(wù)構(gòu)架體系。

互動業(yè)務(wù)構(gòu)架內(nèi)容

電網(wǎng)公司通過各領(lǐng)域互動業(yè)務(wù)的分工合作，為用戶提供個性化需求服務(wù)，完成各類互動業(yè)務(wù)處理，并為企業(yè)的決策管理提供技術(shù)支持。 同時，通過互動業(yè)務(wù)將提高整個社會用電的高效性和安全性。在對國內(nèi)電力業(yè)務(wù)特點與發(fā)展趨勢的充分研究、探討的基礎(chǔ)上，并結(jié)合國際最佳實踐成果，得出了互動業(yè)務(wù)在國內(nèi)普遍適用的互動內(nèi)容，具體如下。

1 )電費管理:通過智能抄表系統(tǒng)和一體化智能繳費系統(tǒng)，實現(xiàn)快捷、方便、準確的電費查詢、繳納服務(wù)，同時實現(xiàn)線損核算管理和電費繳納管理，保證了電費繳納的公正、開放和紀律性

2)電能計量及信息采集:通過在用戶側(cè)安裝計量裝置，對用電信息進行采集與監(jiān)控，并利用調(diào)度、配電等相關(guān)系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，將電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)各環(huán)節(jié)的實時信息整合，為有序用電提供數(shù)據(jù)信息。同時為用戶提供電價和激勵信息等數(shù)據(jù)，能夠使用戶明晰資產(chǎn)狀態(tài)，促使資源優(yōu)化配置。

3)客戶服務(wù)與客戶關(guān)系:通過客戶聯(lián)絡(luò)進行客戶業(yè)務(wù)管理，向客戶提供互動內(nèi)容，有效地與客戶進行業(yè)務(wù)互動。

4)市場與需求側(cè)管理:通過用戶數(shù)據(jù)采集對數(shù)據(jù)進行分類歸納分析，總結(jié)出需求特點，并對市場進行風險評估等操作，針對需求側(cè)制定相應(yīng)的有序用電管理和營銷策略。

5)綜合管理:通過各種智能化平臺為用戶提供多元化、個性化、互動化的綜合用電服務(wù)，實現(xiàn)用戶的業(yè)務(wù)管理與輔助決策。 通過智能用電信息采集系統(tǒng)采集用電數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電動汽車充換電管理，以及分布式電源和儲能的接入管理。 這將為用電業(yè)務(wù)開拓更廣闊的智能化業(yè)務(wù)應(yīng)用市場，同時也將為電網(wǎng)公司提供新的效益增長點。

在原有的互動業(yè)務(wù)內(nèi)容基礎(chǔ)上，進行融合、新增，得到互動業(yè)務(wù)的新增內(nèi)容如下。

1 )一體化繳費接入管理:基于面向服務(wù)的構(gòu)架體系，將業(yè)務(wù)功能和技術(shù)接口方式進行拆分，采用不同的連接技術(shù)方式對同一業(yè)務(wù)進行操作。 實現(xiàn)對各類繳費渠道、繳費設(shè)備的統(tǒng)一接入、統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一管理，完成金融機構(gòu)渠道、非金融機構(gòu)渠道的統(tǒng)一接入和管理，從而增強服務(wù)的集中互動性和智能互動性。

2)智能量測管理:通過先進的智能量測系統(tǒng)，提高量測的效率和準確率，實現(xiàn)量測管理的流程化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化。

3) 95598 互動服務(wù):通過互動網(wǎng)站向用戶提供全方位個性化的用能服務(wù)，同時為電網(wǎng)公司提供品牌展示和信息發(fā)布的平臺，并且減少了實體營業(yè)廳的建設(shè)規(guī)模以及人員投入，從而提高電網(wǎng)公司的運行效率。

4)客戶用能服務(wù):通過對客戶數(shù)據(jù)進行采集與智能分析，為用戶提供多樣化的用能服務(wù)，促進居民用電智能化和有序化的發(fā)展。

5)能效管理:對用電能效進行分析，有利于提高用電效率，減小經(jīng)濟損失。

6)節(jié)能檢測與分析:對用電數(shù)據(jù)進行分析，尋找節(jié)能方案減小電網(wǎng)的用電壓力。

7)根據(jù)需求響應(yīng)的電價狀況實時調(diào)整，使用戶的用電模式趨于最優(yōu)，進而優(yōu)化電力設(shè)備運行和管理，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。

8)電動汽車充換電管理:由電網(wǎng)側(cè)、運營商和用戶側(cè) 3 個方面的角色參與，通過智能電網(wǎng)技術(shù)對電動汽車充換電進行管理，實現(xiàn)有序充電和綠色充電。

9)分布式電源和儲能接入管理:通過智能用電服務(wù)平臺和分布式電源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對分布式電源和儲能裝置的接入管理、數(shù)據(jù)分析及狀態(tài)監(jiān)測等。業(yè)務(wù)構(gòu)架是整個智能用電互動體系的首要構(gòu)架，在明確了互動業(yè)務(wù)構(gòu)架后可以建立并支撐數(shù)據(jù) 。

發(fā)展智能電網(wǎng)是應(yīng)對日益嚴峻的資源和環(huán)境壓力，實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色能源、可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，已在世界范圍內(nèi)形成廣泛共識。智能用電作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，是智能電網(wǎng)最具創(chuàng)新意義的領(lǐng)域，基于互動的能源消費模式和用戶主動參與的能源供給模式，將給能源利用和電網(wǎng)發(fā)展帶來根本性的變革。通過智能用電建設(shè)，廣泛開展多種模式的需求響應(yīng)，實現(xiàn)電力用戶與電網(wǎng)的雙向互動，從而提高能源利用效率，改進用戶用能方式。我國在智能用電方面的認識和實踐是隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)等的進步而不斷完善的，應(yīng)該借鑒國外先進經(jīng)驗，結(jié)合國情，抓住機遇，盡快建立和實施符合中國國情的智能用電發(fā)展戰(zhàn)略 。

智能用電互動體系是以堅強智能電網(wǎng)為堅實基礎(chǔ)以智能用電服務(wù)組織管理及標準和智能用電服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)及裝備為堅強支撐以通信與安全保障體系為可靠保證以智能用電信息共享平臺為信息交換途徑。智能用電互動體系是依托電力營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、用戶用能服務(wù)系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間靈活多樣的信息交互、業(yè)務(wù)辦理和繳費雙向互動的一套體系構(gòu)架。智能用電互動系統(tǒng)總體構(gòu)架參考國網(wǎng)公司相關(guān)專著與標準規(guī)范，并結(jié)合中國以及國網(wǎng)公司相關(guān)文件進行設(shè)計總體構(gòu)架包括業(yè)務(wù)構(gòu)架、數(shù)據(jù)構(gòu)架、技術(shù)構(gòu)架、集成構(gòu)架如圖2所示 。

1) 業(yè)務(wù)構(gòu)架是從業(yè)務(wù)角度出發(fā)，理解和規(guī)劃智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)藍圖，并結(jié)合國內(nèi)外物資管理業(yè)務(wù)的實踐經(jīng)驗和發(fā)展趨勢，涵蓋業(yè)務(wù)模式、業(yè)務(wù)藍圖以及未來業(yè)務(wù)流程清單等。

2) 數(shù)據(jù)構(gòu)架基于業(yè)務(wù)構(gòu)架，從系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求的角度出發(fā)準確定義數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和分類，從而實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性。

3) 技術(shù)構(gòu)架從系統(tǒng)實現(xiàn)的角度出發(fā)，在業(yè)務(wù)構(gòu)架、數(shù)據(jù)構(gòu)架的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)系統(tǒng)從業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)傳輸分析到對象之間的聯(lián)系，并提出具體實現(xiàn)方案。

4) 集成構(gòu)架基于業(yè)務(wù)構(gòu)架，從系統(tǒng)功能需求角度出發(fā)準確定義應(yīng)用范圍、功能以及實現(xiàn)模塊等 。

互動集成構(gòu)架設(shè)計藍圖

為了更好地體現(xiàn)應(yīng)用之間的協(xié)同關(guān)系,便于應(yīng)用在同一個層次上的擴展,將集成構(gòu)架劃分為采集監(jiān)控層、業(yè)務(wù)處理層、服務(wù)接入層和管理決策層等4個層次,并將功能模塊按其屬性分布于不同應(yīng)用層中。

互動集成構(gòu)架內(nèi)容

由各應(yīng)用層之間的集成需求，得到如下的集成設(shè)計內(nèi)容。

1)數(shù)據(jù)集成為了保證系統(tǒng)信息的統(tǒng)一管理，保證系統(tǒng)中各應(yīng)用對象的“即插即用”，各互動系統(tǒng)及設(shè)備需要通過統(tǒng)一的平臺數(shù)據(jù)接口與用電信息采集系統(tǒng)、電動汽車充換電與儲能管理系統(tǒng)、分布式電源管理系統(tǒng)、用戶用能服務(wù)系統(tǒng)、營銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)等系統(tǒng)進行實時數(shù)據(jù)交互。

2)業(yè)務(wù)應(yīng)用集成

①信息獲取。

獲得負荷信息、設(shè)備信息等；獲得停電信息、電量信息、配電設(shè)備信息、線路檔案、拓撲關(guān)系、停電檢修信息等；獲取設(shè)備信息、項目進展信息等；獲取客戶信息、有序用電方案信息；獲得電費、電價信息等；獲得需求側(cè)信息、電動汽車充電信息、分布式電源信息、儲能設(shè)備信息等；獲得用戶用能信息、客戶檔案資料信息等。

②業(yè)務(wù)制定。

通過獲得的用能信息和需求信息，進行合理的業(yè)務(wù)設(shè)計和制定。

③流程集成。

從業(yè)務(wù)應(yīng)用的角度出發(fā)進行流程的集成處理，主要有檢修流程、業(yè)務(wù)申請流程、繳費流程、信息查閱流程等。

3)企業(yè)外部相關(guān)應(yīng)用集成

①銀電聯(lián)網(wǎng)。

目前，繳費業(yè)務(wù)應(yīng)用委托銀行收費的方式有多種，如托收、特約委托、代收、代扣等，與銀行進行數(shù)據(jù)交換的方式、業(yè)務(wù)處理的流程也存在多種。在進行與銀行的集成設(shè)計時，需要考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、處理流程、處理方式、實現(xiàn)方式、安全保證等多方面的內(nèi)容。

②其他外部應(yīng)用。

營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用除需要與銀行進行集成外，還需要與其他企業(yè)的相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行集成，如供應(yīng)商的業(yè)務(wù)系統(tǒng)、電廠的競價系統(tǒng)等 。2100433B

互動技術(shù)構(gòu)架設(shè)計藍圖

智能電網(wǎng)需要通過互動技術(shù)將用戶和電網(wǎng)之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行連接、傳輸和互動，實現(xiàn)高效雙向的業(yè)務(wù)服務(wù)和數(shù)據(jù)管理。 在上述智能用電互動業(yè)務(wù)構(gòu)架和數(shù)據(jù)構(gòu)架的基礎(chǔ)上，對相應(yīng)的互動技術(shù)構(gòu)架進行探討，支撐業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)構(gòu)架的實現(xiàn)。 根據(jù)智能互動用電體系分層的設(shè)計原則和技術(shù)實現(xiàn)特點，技術(shù)構(gòu)架藍圖分為“控制系統(tǒng)”“傳輸總線”“服務(wù)對象”3 個部分采用多層構(gòu)架的技術(shù)體系能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的松耦合，快速響應(yīng)業(yè)務(wù)變化對系統(tǒng)的需求，通過各層次系統(tǒng)組件之間的承載關(guān)系，實現(xiàn)目標系統(tǒng)的各項功能 。

其中，控制系統(tǒng)包括七大層：

①客戶層，包含所有業(yè)務(wù)處理設(shè)備(筆記本、PC 機和手機等)和服務(wù)系統(tǒng)(互動業(yè)務(wù)管理決策系統(tǒng)和智能用電互動業(yè)務(wù)系統(tǒng))，用于進行人機交互和訪問；

②界面控制層，用于人機交互系統(tǒng)的接入，提供交互終端和接入單元，并進行頁面展示；

③ 業(yè)務(wù)支撐層，對客戶業(yè)務(wù)進行管理，并采集傳輸數(shù)據(jù)與一體化控制平臺進行控制操作；

④一體化平臺，對內(nèi)外數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一操作管理；

⑤采集控制層，對數(shù)據(jù)進行采集和傳輸；

⑥數(shù)據(jù)支撐層，建立數(shù)據(jù)庫，用于實時或非實時、結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分類管理和儲存；

⑦終端層和設(shè)備層，接入終端設(shè)備，控制底層的應(yīng)用接入，提供各種用電設(shè)備的接入業(yè)務(wù)。

同時，通過企業(yè)服務(wù)總線對用戶對象和控制系統(tǒng)進行電力流、業(yè)務(wù)流的傳輸互動 。

互動技術(shù)構(gòu)架關(guān)鍵技術(shù)

互動業(yè)務(wù)的技術(shù)實現(xiàn)涉及高級量測技術(shù)、信息互動技術(shù)、計算機輔助決策與分析技術(shù)、智能控制技術(shù)、集成技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，具體如下。

1)高級量測技術(shù)高級量測體系(AMI)是一個用來量測、收集、儲存、分析和運用用戶用電信息的完整網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。通過廣域通信網(wǎng)絡(luò)，AMI能夠?qū)崿F(xiàn)用戶和電網(wǎng)公司的緊密相連。

2)信息互動技術(shù)電網(wǎng)公司通過遠程傳輸手段，對用電數(shù)據(jù)進行實時檢測，分析用戶用能情況，為用戶節(jié)能改造提供參考和建議。同時，用戶根據(jù)電網(wǎng)公司提供的用電報告，調(diào)整用電方式，使用戶參與電網(wǎng)的運行。

3)計算機輔助決策與分析技術(shù)通過計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)，有效支持決策群體的協(xié)同工作，從而優(yōu)化整合海量數(shù)據(jù)，實時計算相關(guān)指標，并為電網(wǎng)公司和用戶提供相關(guān)營銷信息。

4)智能控制技術(shù)通過高級控制技術(shù)分析、診斷、預(yù)測電網(wǎng)的運行狀況，并采取正確的措施解決電力問題，從而增強電網(wǎng)與用戶之間的互動性。

5)集成技術(shù)通過信息集成技術(shù)使資源達到充分共享，實現(xiàn)集中、高效、便利地管理；通過數(shù)據(jù)集成技術(shù)為電網(wǎng)用軟件和系統(tǒng)有機地集成到同一系統(tǒng)中。

智能用電互動體系總體構(gòu)架作為整個體系的設(shè)計規(guī)范,必須保證總體構(gòu)架設(shè)計的互動性、擴展性、穩(wěn)定性和可行性。 在總體構(gòu)架的設(shè)計中,需要遵循“業(yè)務(wù)驅(qū)動”的原則,采用從互動業(yè)務(wù)構(gòu)架分析到系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(數(shù)據(jù)構(gòu)架、技術(shù)構(gòu)架) 再到集成構(gòu)架設(shè)計的三步設(shè)計方法,如圖 1 所示?；芋w系總構(gòu)架包括互動業(yè)務(wù)構(gòu)架、互動數(shù)據(jù)構(gòu)架、互動技術(shù)構(gòu)架以及互動集成構(gòu)架。 互動業(yè)務(wù)構(gòu)架是以營銷管理和服務(wù)為立足點,對業(yè)務(wù)范圍涉及的過程、環(huán)節(jié)、規(guī)則等元素進行抽象和建模;系統(tǒng)構(gòu)架包括數(shù)據(jù)構(gòu)架和技術(shù)構(gòu)架，是目標系統(tǒng)整體解決方案的模型化，體現(xiàn)目標系統(tǒng)的整體框架和實現(xiàn)技術(shù)方案,以及目標系統(tǒng)所需的 IT 基礎(chǔ)構(gòu)架以支撐系統(tǒng)的實現(xiàn);集成構(gòu)架是支持系統(tǒng)業(yè)務(wù)運作的功能藍圖,為系統(tǒng)實現(xiàn)提供集成功能,是智能電網(wǎng) IT系統(tǒng)功能體系的抽象全視圖 。

互動數(shù)據(jù)構(gòu)架設(shè)計藍圖

“SG - ERP”是國家電網(wǎng)公司在“SG1 86 ”的總體構(gòu)架基礎(chǔ)上，基于平臺集中、業(yè)務(wù)融合、決策智能、安全使用等先進理念，將發(fā)電、變電、輸電、調(diào)度等具體應(yīng)用納入到整體信息化的建設(shè)過程。 “SG - ERP”總體構(gòu)架設(shè)計將電網(wǎng)公司的總體數(shù)據(jù)構(gòu)架分類歸納為 1 2 個頂級數(shù)據(jù)主題域，如圖 4 所示。 智能用電互動體系與相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)屬于其中的財務(wù)、客戶、電力市場、設(shè)備、電網(wǎng)運行主題域。 進一步根據(jù)智能用電互動體系與相關(guān)的業(yè)務(wù)特征，細分出 10 個子主題域，涵蓋了組織域、設(shè)備域、測量域、服務(wù)域、客戶域、產(chǎn)品域、市場域、營銷域、電網(wǎng)域和支撐域。

互動業(yè)務(wù)中需要收集大量的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行存儲和處理。 這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是進行系統(tǒng)設(shè)計和宏觀規(guī)劃的重要財富，一個良好的數(shù)據(jù)模型將有效地支撐系統(tǒng)開發(fā)和業(yè)務(wù)發(fā)展。 細分出的 10 個子主題域的構(gòu)架藍圖如圖 5 所示?？紤]各子主題域之間的業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)度，將互動業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)劃分為組織域、設(shè)備域、測量域、服務(wù)域、客戶域、產(chǎn)品域、市場域、營銷域和電網(wǎng)域等九大子主題域，同時各子數(shù)據(jù)域間存在特定的數(shù)據(jù)交換，并將上述子主題域的公共部分組織成支撐域 。

互動數(shù)據(jù)構(gòu)架內(nèi)容

根據(jù)智能用電業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)的特性，共劃分為十大子主題域。

電網(wǎng)公司為客戶提供服務(wù)產(chǎn)品，客戶使用服務(wù)產(chǎn)品產(chǎn)生服務(wù)記錄，計算并收取客戶服務(wù)費用產(chǎn)生營銷賬務(wù)信息。 電網(wǎng)公司通過用電采集信息模塊和客戶服務(wù)決策模塊產(chǎn)生一系列客戶服務(wù)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以應(yīng)用于市場分析和輔助決策中。 同時，電網(wǎng)公司通過市場域收集的數(shù)據(jù)可以進行有序用電、能耗管理、需求響應(yīng)策略的制定等工作。 電網(wǎng)公司把用電設(shè)備出售給客戶，并為客戶辦理相應(yīng)互動業(yè)務(wù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)形成量測，構(gòu)成測量域的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)進行電費收繳和賬戶管理。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型通過支撐域來支撐整個系統(tǒng)的運行，提供服務(wù)數(shù)據(jù)、報表，進行人員調(diào)控，并提供應(yīng)用數(shù)據(jù)集成接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步， 保證數(shù)據(jù)的一致性和唯一性 。

內(nèi)容簡介

本書系統(tǒng)、深入地闡述了智能電網(wǎng)供需互動能量優(yōu)化技術(shù)，以供需互動優(yōu)化控制理論框架為基礎(chǔ)，詳細介紹了信息接入與傳輸優(yōu)化策略、供需互動需求側(cè)管理策略和供需互動協(xié)同優(yōu)化策略，并給出了大量的定性和定量分析。全書共6章，內(nèi)容包括緒論、智能電網(wǎng)供需互動優(yōu)化控制基礎(chǔ)、基于三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的供需互動信息接入與傳輸優(yōu)化策略、供需互動環(huán)境下需求側(cè)管理策略、供需互動環(huán)境下協(xié)同優(yōu)化策略及智能電網(wǎng)供需互動技術(shù)發(fā)展趨勢。本書取材新穎，內(nèi)容豐富，體系完整，涵蓋了作者多年來在智能電網(wǎng)領(lǐng)域所取得的科研成果，以及國內(nèi)外智能電網(wǎng)能量優(yōu)化控制的最新成果和進展。本書的讀者對象是從事智能電網(wǎng)信息處理和能量管控的專業(yè)技術(shù)人員、科研工作者，以及從事相關(guān)領(lǐng)域研究的高校教師、研究生。