進入21世紀以來，智慧城市隨著城市化進程的加速而成為重要發展趨勢。據統計，國內外的平均城市化率早在2011年就已經超過了50%，截至2014年2月，國內95%的副省級以上城市都提出或在建智慧城市。城市的發展離不開電力服務，智能電網將在其中起到越來越重要的支撐作用。

為了更好地服務智慧城市建設，近年來，隨著智能電網技術的進步，特別是國家電網公司堅強智能電網建設進入全面建設階段，在智能電網服務接口方面也開展了大量的研究和實踐。例如智能互動服務平臺的設計、智能用電互動體系和電力服務行業的運營模式研究等，相關成果已經在國內大量智能電網綜合建設工程實踐中得到應用。

在有關智能電網用戶側接口標準化方面，國際電工委員會（IEC）于2011年成立了智能電網用戶側接口項目委員會（PC118），并在2014年完成智能電網用戶接口技術報告IEC/TR62939-1的出版，目前正在開展智能電網用戶接口技術規范的編制。目前影響較大的智能電網用戶接口國際標準包括開放自動需求響應規范（OpenADR1.0和2.0）、能源互操作標準（EI1.0）以及智能能源規范（SEP2.0）等。中國國家標準委員會已于2014年批準成立了對應PC118的國內標委會：全國智能電網用戶接口標準化技術委員會（SAC/TC549），其標準制定領域涵蓋了電網公司、第三方服務提供商與用戶之間的信息交互以及相關的智能用電服務。

然而，作為智慧城市的一個基本特征，城市中各業務系統充分互動，不僅要求城市各業務系統（包括智能電網）與最終用戶的互動，而且要求城市各業務系統之間的互動。這對智能電網服務接口提出了更高的要求，目前不論是在相關的接口研究成果還是相關的接口標準規范方面都還是有差距的。為此，在對智慧城市的需求、智能電網用戶接口存在的差距問題進行剖析的基礎上，本文采用規范分解和業務靈活重組的思路，對智能電網對外服務接口進行了設計，并以智慧城市應急管理為例，進行了典型互動業務示范設計。

智慧城市對智能電網服務接口的需求

目前一個比較普遍的共識是，21世紀的“智慧城市”應該能夠充分運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而在各個業務系統做出智能的響應。其核心特征在于感知、互聯、智能、高效（集約：物質最佳循環，能量充分利用）。雖然國內外各地智慧城市建設的理念、方案等由于各種時空條件而有所區別，但“互聯、智能”的特征是統一的。

智慧城市對智能電網的服務接口需求，其核心還是來源于智慧城市中各業務系統互動的需求。例如在智慧城市的電能可靠供應方面，需要智能電網在電能的接納、供應和停止供應等方面提供靈活的業務流接口，需要提供對電網狀態的實時監測、評估和預測信息接口；在能源替代方面，需要智能電網提供即插即用的電能服務接口，特別是需要提供對電動汽車的全方位服務；在可再生能源利用方面，需要提供對風、光、水、生物能等靈活的并網接口，需要提供對微電網的靈活支持；在應急管理方面，需要智能電網與城市中政府應急平臺、消防、交通、醫療、公安、氣象等系統實現復雜、靈活、實時、自動化的交互。

其實“友好互動”本就是智能電網的核心特征之一。為了實現智能電網與智慧城市中各業務系統以及用戶之間的“互聯”、“協同”、“智能”，對智能電網

的對外服務接口進一步提出了以下要求：

1）開放性和規范化：開放性要求接口規范化，同時又易于被城市中其他各個業務系統理解和支持。接口在滿足需求的基礎上需要保持一定的穩定性，使智慧城市各業務部門面對的是一組共同的智能電網服務接口。

2）全面性和多樣化：接口的內容不僅包括信息和通信接口，能量接口，甚至包括保障服務接口，如現場檢修、應急搶險聯動等。接口還應該支持城市中各行業部門和用戶多種多樣的業務需求，同時可以隨時空條件變化而更新。

3）實時性：接口中所有操作需要在一定時限內完成。如果某些接口延時過長，可以定義為異步操作接口，或者進一步將其分解。

4）自動化：接口需要支持基于信息通信技術的自動化處理。

5）智能化：接口需要支持智慧城市中各行業現在以及未來的各種智能應用。

6）定制化：智能電網參與了智慧城市中多種多樣的業務，這些并不需要直接在接口中定義，反過來智能電網的對外服務接口需要支持各類用戶定制所需的業務。

7）顆粒度合理：接口需要有合適的顆粒度。接口層級過高、過于籠統，則不利于定制化業務的定義和執行；層級過低、過細，也不利于使用和維護。

智能電網服務接口存在的差距

相比智慧城市對智能電網接口的全面和深入需求，面對大量的智慧城市互動業務需求，目前相關的智能電網服務接口成果還是遠遠不夠的，突出表現在：

1）智慧城市的互動需求是全方位的，特別是城市中各業務系統之間的互動，而目前研究成果主要集中在需求響應、用戶能效等方面。

2）服務接口的易用性。智能電網有自己領域內眾多的標準規范，而智慧城市各業務系統也都有自己的規范。實際應用中不可能要求城市中所有相關業務系統都理解智能電網的有關信息模型、都深入理解電力行業內的相關標準。

3）有關智能電網對外服務接口的安全性研究亟待加強。這涉及到電網可靠性、用戶私密數據、商業秘密、有關的法律后果等種種安全問題。怎樣在智慧城市業務充分互動的環境下，應對以上安全問題，是智能電網對外服務接口設計中必須考慮的。

4）相關的實驗和應用還有待加強。目前國內外智能電網基于一定接口標準參與智慧城市互動業務，特別是與城市中其他各個業務系統的互動運行案例還很少。有關用戶使用評價、性能數據、應用經驗等都很欠缺。

5）對智慧城市中其他業務系統服務的理解和利用不足。開放、互動是相互的，充分利用城市中其他各個業務系統提供的服務，有助于智能電網更好地提供自己的服務。

智能電網對外服務的規范化分解及其接口

基于智慧城市對智能電網的接口需求，以及目前智能電網建設和互動化研究成果，對智能電網對外服務進行了規范化分解。經過分解所得到的服務是可用于重組更復雜的自動化、智能化互動業務的基本單元。

表1中主要以信息接口的方式定義了智能電網的對外服務接口內容規范，信息流的背后代表的是各類實際的能量流服務、通信服務和保障服務。

智慧城市應急搶險互動業務接口設計

應急搶險是城市發展的基本支撐功能之一，其中電力部門發揮著重要作用。應對嚴重自然災害、社會安全事件、惡性生產和生活事故、重要設備損壞等問題，需要各部門的高度協同，以適應智慧城市不斷提高的自動化、智能化和實時性要求。

針對危急事件發生后的場景，圖1是一個基于各部門服務分解和業務重構方法的智慧城市應急搶險業務設計例子。圖中虛線代表信息流；兩條線的交叉點表示信息發到該部門，還會繼續向其他部門發；方框中的文字代表各部門的實際操作。當有用戶發生緊急情況時，政府應急平臺首先進行核實和詳細情況了解，隨后向城市中各個業務系統問詢，利用遍布城市的各個業務系統的監視能力了解最新情況，電力部門也提供有關電網區域監視信息、電網運行狀況、關鍵和危險設備等信息，隨后應急平臺綜合判斷事件的危急程度和可能需要參與的業務部門，并發布事件通報，在各相關業務系統應急預案基礎上形成針對性的總體應急預案，并下發包括智能電網在內的各個城市業務系統協同運行。

圖1智慧城市應急搶險互動業務

該業務的特點在于：政府應急平臺發現異常后，能夠第一時間綜合城市各個部門的監視信息，全面評估具體情況；然后在綜合各部門應急預案的情況下給出總體預案；應急處置過程中，各個部門借助重構后的業務平臺，及時交換信息，協同完成任務。

圖1中主要強調的是城市各部門在應急搶險中的協同配合，并不包含完整的預防、準備、響應、恢復等應急管理體系。城市中各個行業、部門內部的應急平臺仍然是必須的。避免電力設備損壞、電網停電、電力原因造成人員傷亡，維護社會公共安全等，仍然是電力系統內部應急搶險需要解決的問題，但通過本業務設計有可能從城市中其他部門得到更多幫助。隨著智能電網的發展，電網安全監測和評估能力、可靠性、故障后恢復能力以及電力應急處置能力的提高，對于智慧城市整體硬件搶險能力都是有力的支撐。

結語

智能電網對外服務接口的設計和規范化對于智慧城市中各業務系統的充分互動具有重要意義。目前國內外都已有相關標準機構著力于智能電網用戶側接口標準的研究和制定，并形成了部分相關成果。但對于當前智慧城市的迅猛發展，接口的制定在量和質方面都還遠遠不夠。本文基于規范化分解的方法對智能電網對外服務接口進行了初步分析，并基于該思想對智慧城市中的應急搶險互動業務進行了自動化、智能化方面的設計。可以看到，未來智慧城市對于智能電網接口的需要將會更加全面和深入，并且這種接口設計除了電力企業自身的需求，還要滿足城市中其他部門和最終用戶的多方面需求。