主動配電網的用戶由傳統電力負荷和有源結構體構成，對電網與用戶間的互動提出了新的要求。文章重點闡述了主動配電網用戶的互動服務及其信息交互接口標準化的問題，提出了主動配電網的“外”向特征，并在用戶的范圍、服務類型、接口模型及其功能、信息交互接口標準化等方面進行了分析，促進標準化互動服務的發展。

　　0.引言

　　主動配電網是智能配電網發展過程中的高級技術形態，能夠綜合監測和調控并網的分布式發電、柔性負載、儲能裝置以及用戶側智能設備等，在靈活的電網結構之上，借助預先態勢感知、預先風險告警、預先趨勢防控等主動管控手段，實現可控潮流分布和系統狀態優化，并可提供對“上游”系統的可靠支撐和對“下游”用戶的主動接納。同時，接入分布式發電單元的有源負荷已經具備向電網提供反向電力供應、降損、穩壓等支撐能力。

　　目前對主動配電網技術的研究主要集中在含分布式電源的規劃、運行控制與優化、故障處理等方面，例如隨機性和間歇性可再生能源的主動接入和消納、并網保護方式、靈活調配的潮流優化等，已取得了大量突破性的基礎成果，并應用于一批試點工程，實現了預期的技術目標。但無論是理論研究還是工程應用，均圍繞配電網本身的范疇開展，其對“上”和對“下”的外部特性及相應的支撐與響應技術還有待深入研究。如何在智能配電網的“內”與“外”都能更明顯地體現主動特征及其所產生的優勢效益，是對未來主動配電網全面發展的更高要求。文章立足于主動配電網末端與用戶及其智能設備間的互動服務，關注其“外”與“下”特性，討論雙向信息交互接口模型的標準化。

　　1.主動配電網用戶服務

　　1.1用戶范圍

　　一般認為，用戶是電網末端的電力使用者;主動配電網的用戶除了傳統意義的電力負荷之外，不僅增加了已知的分布式能源、微電網、智能樓宇、智能家居、工業自動化等有源結構體，而且應涵蓋新興的面向用戶服務的能源提供商、集成商、運營托管機構等第三方市場，具有地理位置分布廣泛、數量容量差異較大、響應特性各不相同、結構層次復雜嵌套、自成獨立體系等特點，使得在其參與主動配電網互動活動時增加了系統復雜性、時變性和不確定性。

　　1.2用戶服務

　　參與主動配電網的互動活動并與電網發生電力及其相應的信息交換的用戶已經具備了自我供電運行甚至反向送電、提供電力服務的能力。目前情況看，可概括為公共基礎服務、需求響應服務、能效評估服務、電網緊急服務、局部市場交易服務類等其他有待開發的電力增值服務類型。

　　1)公共基礎服務類：包括一般性用電設備、電動汽車充放電、用電信息采集、分布式電網出力監控等，實現主動配電網和用戶正常運行的電力供應和數據采集。

　　2)需求響應服務類：包括電網對用戶的用電慣性、合約和事件的積極響應、用戶對電網運行狀態的主動調整，涉及用戶的“內”調節和“外”調節，實現主動配電網與用戶常態下的雙向供用電優化動態平衡。

　　3)能效評估服務類：包括同時對設備用電特征及其關聯電網損耗的監測和雙向調整，評價供用電效率，實現主動配電網經濟性的可觀測和分布概況，進而對電網規劃和運行以及用戶用電模式提供決策支撐。

　　4)電網緊急服務類：是有源用戶根據電網要求提供緊急電力供應和運行支撐的出力服務，包括本地轉供、末端電壓調節、區域黑啟動等，體現用戶向電網的主動。

　　5)局部市場交易服務類：包括含有第三方電力批發商和能源集中商的本地局部電力市場的電力交易，有源用戶、并網中壓配電網的分布式電源、儲能裝置等均可參與交易，輔助本地的供用電平衡。

　　2.信息交互接口

　　2.1接口模型

　　信息交互接口模型是主動配電網用戶服務的具體表達方式，通過接口模型來實現服務提供者與服務接受者以統一的信息模型、統一的數據格式、統一的交互方式進行服務需求、過程和響應信息的傳遞，最終以電力流動來實現服務的約定。

　　接口模型一般采用開放式的分層架構(見圖1)，使服務的定義與通信基礎架構和應用系統松耦合，可以由傳統的專有交易平臺承載，又可由基于總線和云技術的虛擬環境建立，運用訂閱/發布或者請求/應答的消息模式來實現。

　　目前看，電網與用戶間已分別采用智能電表、公用網關、智能終端等裝置載體來實現設備間的雙向信息傳遞，也可在擁有類似于能量管理系統等集中管控系統間交互各用戶的服務信息，靈活適應各類用戶與電網間不同層級的服務需求。

　　圖1信息交互接口模型分層架構

　　2.2接口功能

　　接口功能是服務信息能夠安全、完整和真實地從發送者向接受者傳送的必要保障，包括安全隱私功能、可維護功能、可擴展功能等。

　　1)安全隱私功能：考慮用戶服務信息、交互接口和通信網絡的安全性，包括身份驗證、授權、保密性、完整性、不可抵賴性和審計等方面，具有交互記錄和狀態的信息追蹤。

　　2)可維護功能：考慮用戶服務信息的存檔、歷史追溯、場景重現等，滿足在服務中斷后的信息恢復和服務更新后信息延續的要求，具有向后兼容的能力。

　　3)可擴展功能：考慮變化的已有服務和新增的全新服務，能夠在不影響原有服務和其他服務的情況下，擴展服務的功能、信息和接口，具有開放式的即插即用能力。

　　3.接口模型的標準化

　　3.1已有標準

　　電網側和用戶側的智能設備和系統已有的信息交互與通信標準整體上具有多樣性、多變性和差異性的特點。

　　在應用層，電網側的信息模型以國際電工委員會(IEC)制定的公共信息模型(commoninformationmodel，CIM)和IEC61850模型為主流，電網調度、運行系統和自動化監控裝置均采用的這兩大標準來描述電網的對象，應用IEC61968和IEC61970作為面向應用的信息交互標準，應用IEC61850作為現場裝置數據上下行的規范。用戶側的信息模型比較復雜，面向需求響應的OpenADR、面向用戶間的IEC62746、面向智能能源應用的SEP2.0等。在通信層，面向建筑物內通信的DLMS/COSEM、面向樓宇自動化和家庭的ZigBee、面向工業自動化的KNX、LonWorks和Modbus協議、基于IP網絡和分布式模塊化的WebService等。

　　3.2服務標準化

　　主動配電網用戶服務尚未成熟，其標準化的服務定義、服務對象、服務需求、服務場景、服務流程、服務結果均未有詳實和權威的共識。但迅速發展的主動配電網用戶服務已迫切需要制定統一的服務描述和交互規范，來支撐用戶與主動配電網的互動活動。

　　一方面，應制定新的標準來描述主動配電網的服務：以IECCIM為基礎，考慮參與主動服務主體的適度模型擴展，根據每個服務的信息需求，從CIM中定制抽取與服務配套的模型子集，參考IEC61968消息機制，形成基于XSD的服務消息框架，并分析參與特定服務主體間所需的信息交互流程，通過WebService的通信方式，建立服務的信息交互接口模型。

　　另一方面，應最大限度地考慮復用已有的標準和系統，在不破壞或者嚴重影響服務主體內部信息處理方式的情況下，制定服務信息交互標準與已有標準的映射關系，使服務能夠通過分解、再組合和轉換的過程，高效構建可動態調配的靈活組態服務架構，適應不斷發展更新的服務要求。

　　4.結語

　　用戶的互動服務是主動配電網未來發展的重點方向之一，體現對“外”和向“下”的主動特征。本文初步探討互動服務的類型、信息交互接口的要求及其接口模型標準化的問題。可知，在信息交互接口的標準化過程中，依然有大量的有待發現的需求和未確定的技術環節需要進一步研究、試驗和開發，從而進一步推動主動配電網的完整構建。