背景
發展智慧型電網是應對日益嚴峻的資源和環境壓力，實現節能減排、綠色能源、可持續發展的重要舉措，已在世界範圍內形成廣泛共識。智慧型用電作為智慧型電網的重要組成部分，是智慧型電網最具創新意義的領域，基於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發展帶來根本性的變革。通過智慧型用電建設，廣泛開展多種模式的需求回響，實現電力用戶與電網的雙向互動，從而提高能源利用效率，改進用戶用能方式。我國在智慧型用電方面的認識和實踐是隨著信息技術、計算機技術、通信技術、自動控制技術等的進步而不斷完善的，應該借鑑國外先進經驗，結合國情，抓住機遇，儘快建立和實施符合中國國情的智慧型用電發展戰略 。
體系構架
圖1智慧型用電互動體系總體構架作為整個體系的設計規範,必須保證總體構架設計的互動性、擴 展性、穩定性和可行性。 在總體構架的設計中,需要遵循“業務驅動”的原則,採用從互動業務構架分析到系統構架設計(數據構架、技術構架) 再到集成構架設計的三步設計方法,如圖 1 所示。互動體系總構架包括互動業務構架、互動數據構架、互動技術構架以及互動集成構架。 互動業務構架是以行銷管理和服務為立足點,對業務範圍涉及的過程、環節、規則等元素進行抽象和建模;系統構架包括數據構架和技術構架，是目標系統整體解決方案的模型化，體現目標系統的整體框架和實現技術方案,以及目標系統所需的 IT 基礎構架以支撐系統的實現;集成構架是支持系統業務運作的功能藍圖,為系統實現提供集成功能,是智慧型電網 IT系統功能體系的抽象全視圖 。
總體構架設計
圖2智慧型用電互動體系是以堅強智慧型電網為堅實基礎以智慧型用電服務組織管理及標準和 智慧型用電服務關鍵技術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慧型用電信息共享平台為信息交換途徑。智慧型用電互動體系是依託電力行銷業務套用系統、用戶用能服務系統、用電信息採集系統等套用系統實現電網與用戶之間靈活多樣的信息互動、業務辦理和繳費雙向互動的一套體系構架。智慧型用電互動系統總體構架參考國網公司相關專著與標準規範，並結合中國以及國網公司相關檔案進行設計總體構架包括業務構架、數據構架、技術構架、集成構架如圖2所示 。
1) 業務構架是從業務角度出發，理解和規劃智慧型電網的業務藍圖，並結合國內外物資管理業務的實踐經驗和發展趨勢，涵蓋業務模式、業務藍圖以及未來業務流程清單等。
2) 數據構架基於業務構架，從系統數據需求的角度出發準確定義數據的結構和分類，從而實現系統數據傳輸的實時性和可靠性。
3) 技術構架從系統實現的角度出發，在業務構架、數據構架的基礎上，實現系統從業務需求數據傳輸分析到對象之間的聯繫，並提出具體實現方案。
4) 集成構架基於業務構架，從系統功能需求角度出發準確定義套用範圍、功能以及實現模組等 。
業務構架設計
互動業務構架設計藍圖
圖3智慧型用電互動的新增業務和原有業務構架如，圖 3 所示。 在原有的互動業務模型基礎 上，進行融合、完善、新增，形成智慧型用電互動業務構架體系。
互動業務構架內容
電網公司通過各領域互動業務的分工合作，為用戶提供個性化需求服務，完成各類互動業務處理，並為企業的決策管理提供技術支持。 同時，通過互動業務將提高整個社會用電的高效性和安全性。在對國內電力業務特點與發展趨勢的充分研究、探討的基礎上，並結合國際最佳實踐成果，得出了互動業務在國內普遍適用的互動內容，具體如下。
1 )電費管理:通過智慧型抄表系統和一體化智慧型繳費系統，實現快捷、方便、準確的電費查詢、繳納服務，同時實現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)電能計量及信息採集:通過在用戶側安裝計量裝置，對用電信息進行採集與監控，並利用調度、配電等相關係統的運行數據，將電網側和用戶側各環節的實時信息整合，為有序用電提供數據信息。同時為用戶提供電價和激勵信息等數據，能夠使用戶明晰資產狀態，促使資源最佳化配置。
3)客戶服務與客戶關係:通過客戶聯絡進行客戶業務管理，向客戶提供互動內容，有效地與客戶進行業務互動。
4)市場與需求側管理:通過用戶數據採集對數據進行分類歸納分析，總結出需求特點，並對市場進行風險評估等操作，針對需求側制定相應的有序用電管理和行銷策略。
5)綜合管理:通過各種智慧型化平台為用戶提供多元化、個性化、互動化的綜合用電服務，實現用戶的業務管理與輔助決策。 通過智慧型用電信息採集系統採集用電數據，實現電動汽車充換電管理，以及分散式電源和儲能的接入管理。 這將為用電業務開拓更廣闊的智慧型化業務套用市場，同時也將為電網公司提供新的效益增長點。
在原有的互動業務內容基礎上，進行融合、新增，得到互動業務的新增內容如下。
1 )一體化繳費接入管理:基於面向服務的構架體系，將業務功能和技術接口方式進行拆分，採用不同的連線技術方式對同一業務進行操作。 實現對各類繳費渠道、繳費設備的統一接入、統一監控、統一管理，完成金融機構渠道、非金融機構渠道的統一接入和管理，從而增強服務的集中互動性和智慧型互動性。
2)智慧型量測管理:通過先進的智慧型量測系統，提高量測的效率和準確率，實現量測管理的流程化、信息化和網路化。
3) 95598 互動服務:通過互動網站向用戶提供全方位個性化的用能服務，同時為電網公司提供品牌展示和信息發布的平台，並且減少了實體門市的建設規模以及人員投入，從而提高電網公司的運行效率。
4)客戶用能服務:通過對客戶數據進行採集與智慧型分析，為用戶提供多樣化的用能服務，促進居民用電智慧型化和有序化的發展。
5)能效管理:對用電能效進行分析，有利於提高用電效率，減小經濟損失。
6)節能檢測與分析:對用電數據進行分析，尋找節能方案減小電網的用電壓力。
7)根據需求回響的電價狀況實時調整，使用戶的用電模式趨於最優，進而最佳化電力設備運行和管理，保證電力系統的穩定可靠運行。
8)電動汽車充換電管理:由電網側、運營商和用戶側 3 個方面的角色參與，通過智慧型電網技術對電動汽車充換電進行管理，實現有序充電和綠色充電。
9)分散式電源和儲能接入管理:通過智慧型用電服務平台和分散式電源管理系統，實現對分散式電源和儲能裝置的接入管理、數據分析及狀態監測等。業務構架是整個智慧型用電互動體系的首要構架，在明確了互動業務構架後可以建立並支撐數據 。
數據構架設計
互動數據構架設計藍圖
圖4“SG - ERP”是國家電網公司在“SG1 86 ”的總體構架基礎上，基於平台集中、業務融合、決策智慧型、安全使用等先進理念，將發電、變電、輸電、調度等具體套用納入到整體信息化的建設過程。 “SG - ERP”總體構架設計將電網公司的總體數據構架分類歸納為 1 2 個頂級數據主題域，如圖 4 所示。 智慧型用電互動體系與相關的業務數據屬於其中的財務、客戶、電力市場、設備、電網運行主題域。 進一步根據智慧型用電互動體系與相關的業務特徵，細分出 10 個子主題域，涵蓋了組織域、設備域、測量域、服務域、客戶域、產品域、市場域、行銷域、電網域和支撐域。
圖5互動業務中需要收集大量的數據，並對數據進行存儲和處理。 這些業務數據是進行系統設計和巨觀規劃的重要財富，一個良好的數據模型將有效地支撐系統開發和業務發展。 細分出的 10 個子主題域的構架藍圖如圖 5 所示。考慮各子主題域之間的業務關聯度，將互動業務數據劃分為組織域、設備域、測量域、服務域、客戶域、產品域、市場域、行銷域和電網域等九大子主題域，同時各子數據域間存在特定的數據交換，並將上述子主題域的公共部分組織成支撐域 。
互動數據構架內容
根據智慧型用電業務套用數據的特性，共劃分為十大子主題域。
電網公司為客戶提供服務產品，客戶使用服務產品產生服務記錄，計算並收取客戶服務費用產生行銷賬務信息。 電網公司通過用電採集信息模組和客戶服務決策模組產生一系列客戶服務數據，這些數據可以套用於市場分析和輔助決策中。 同時，電網公司通過市場域收集的數據可以進行有序用電、能耗管理、需求回響策略的制定等工作。 電網公司把用電設備出售給客戶，並為客戶辦理相應互動業務，通過網路傳輸數據形成量測，構成測量域的數據，並根據數據進行電費收繳和賬戶管理。業務數據模型通過支撐域來支撐整個系統的運行，提供服務數據、報表，進行人員調控，並提供套用數據集成接口實現數據同步， 保證數據的一致性和唯一性 。
技術構架設計
互動技術構架設計藍圖
智慧型電網智慧型電網需要通過互動技術將用戶和電網之間的業務數據進行連線、傳輸和互動，實現高效雙 向的業務服務和數據管理。 在上述智慧型用電互動業務構架和數據構架的基礎上，對相應的互動技術構架進行探討，支撐業務和數據構架的實現。 根據智慧型互動用電體系分層的設計原則和技術實現特點，技術構架藍圖分為“控制系統”“傳輸匯流排”“服務對象”3 個部分採用多層構架的技術體系能夠實現系統內部的松耦合，快速回響業務變化對系統的需求，通過各層次系統組件之間的承載關係，實現目標系統的各項功能 。
其中，控制系統包括七大層：
①客戶層，包含所有業務處理設備(筆記本、PC 機和手機等)和服務系統(互動業務管理決策系統和智慧型用電互動業務系統)，用於進行人機互動和訪問；
②界面控制層，用於人機互動系統的接入，提供互動終端和接入單元，並進行頁面展示；
③ 業務支撐層，對客戶業務進行管理，並採集傳輸數據與一體化控制平台進行控制操作；
④一體化平台，對內外數據進行統一操作管理；
⑤採集控制層，對數據進行採集和傳輸；
⑥數據支撐層，建立資料庫，用於實時或非實時、結構或非結構化數據的分類管理和儲存；
⑦終端層和設備層，接入終端設備，控制底層的套用接入，提供各種用電設備的接入業務。
同時，通過企業服務匯流排對用戶對象和控制系統進行電力流、業務流的傳輸互動 。
互動技術構架關鍵技術
互動業務的技術實現涉及高級量測技術、信息互動技術、計算機輔助決策與分析技術、智慧型控制技術、集成技術等關鍵技術，具體如下。
1)高級量測技術高級量測體系(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路和系統。通過廣域通信網路，AMI能夠實現用戶和電網公司的緊密相連。
2)信息互動技術電網公司通過遠程傳輸手段，對用電數據進行實時檢測，分析用戶用能情況，為用戶節能改造提供參考和建議。同時，用戶根據電網公司提供的用電報告，調整用電方式，使用戶參與電網的運行。
3)計算機輔助決策與分析技術通過計算機網路和通信技術，有效支持決策群體的協同工作，從而最佳化整合海量數據，實時計算相關指標，並為電網公司和用戶提供相關行銷信息。
4)智慧型控制技術通過高級控制技術分析、診斷、預測電網的運行狀況，並採取正確的措施解決電力問題，從而增強電網與用戶之間的互動性。
5)集成技術通過信息集成技術使資源達到充分共享，實現集中、高效、便利地管理；通過數據集成技術為電網用軟體和系統有機地集成到同一系統中。
集成構架設計
互動集成構架設計藍圖
為了更好地體現套用之間的協同關係,便於套用在同一個層次上的擴展,將集成構架劃分為採集監控層、業務處理層、服務接入層和管理決策層等4個層次,並將功能模組按其屬性分布於不同套用層中。
互動集成構架內容
由各套用層之間的集成需求，得到如下的集成設計內容。
1)數據集成為了保證系統信息的統一管理，保證系統中各套用對象的“即插即用”，各互動系統及設備需要通過統一的平台數據接口與用電信息採集系統、電動汽車充換電與儲能管理系統、分散式電源管理系統、用戶用能服務系統、行銷業務系統等系統進行實時數據互動。
2)業務套用集成
①信息獲取。
獲得負荷信息、設備信息等；獲得停電信息、電量信息、配電設備信息、線路檔案、拓撲關係、停電檢修信息等；獲取設備信息、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；獲得需求側信息、電動汽車充電信息、分散式電源信息、儲能設備信息等；獲得用戶用能信息、客戶檔案資料信息等。
②業務制定。
通過獲得的用能信息和需求信息，進行合理的業務設計和制定。
③流程集成。
從業務套用的角度出發進行流程的集成處理，主要有檢修流程、業務申請流程、繳費流程、信息查閱流程等。
3)企業外部相關套用集成
①銀電聯網。
目前，繳費業務套用委託銀行收費的方式有多種，如托收、特約委託、代收、代扣等，與銀行進行數據交換的方式、業務處理的流程也存在多種。在進行與銀行的集成設計時，需要考慮網路結構、處理流程、處理方式、實現方式、安全保證等多方面的內容。
②其他外部套用。
行銷業務套用除需要與銀行進行集成外，還需要與其他企業的相關業務系統進行集成，如供應商的業務系統、電廠的競價系統等 。
