IEC 61970 (EMS-API) CIM-Kern — Übertragung
Die Programmierschnittstelle der Energiemanagementsysteme. IEC 61970-301 definiert das Kern-Common-Information-Model; die Teile -45x definieren den CIM/XML-Modellaustausch. Das Übertragungs-Herz des CIM.
IEC 61970 / 61968
CIM, das gemeinsame Informationsmodell des Netzes
IEC 61970 und IEC 61968 definieren das Common Information Model (CIM): eine gemeinsame, UML-basierte Beschreibung der Objekte eines Stromnetzes. IEC 61970 deckt das Energiemanagement (Übertragung) ab; IEC 61968 das Verteilnetzmanagement; IEC 62325 die Märkte. Zusammen ermöglichen sie Versorgersystemen den Austausch von Netzmodellen ohne Punkt-zu-Punkt-Abbildung — die Basis des europäischen CGMES.
Dokumentstruktur
IEC 61968 CIM für die Verteilung (DMS)
Anwendungsintegration bei Versorgern. Erweitert den CIM-Kern um Verteilpakete — Anlagen, Arbeit, Kunden, Messung, Netzbetrieb — und IEC 61968-100 für die Nachrichtenintegration.
IEC 62325 CIM für Märkte
Ein Rahmen für Energiemarkt-Kommunikation auf CIM-Basis, der die zwischen Marktteilnehmern und -betreibern ausgetauschten Dokumente normt.
CGMES (ENTSO-E-Profil) Europäischer Netzmodellaustausch
Der Common Grid Model Exchange Standard — ein CIM-Profil von ENTSO-E, mit dem europäische ÜNB ihre verbundenen Netzmodelle austauschen. Die sichtbarste operative Nutzung des CIM.
Schlüsselbegriffe
- Common Information Model (CIM)
(CIM) - Ein UML-basiertes, herstellerneutrales Modell aller wichtigen Objekte eines Versorgers — Leitungen, Transformatoren, Schalter, Messungen, Anlagen. Es gibt verschiedenen Systemen ein gemeinsames Vokabular für dasselbe Netz.
- Ein Modell, drei Domänen
- IEC 61970 bedient das EMS (Übertragung), IEC 61968 das DMS (Verteilung), IEC 62325 den Markt. Sie teilen dasselbe Kernmodell und erweitern es, sodass ein Transformator überall dasselbe bedeutet.
- CIM/XML-Modellaustausch
- Netze werden als CIM/XML-Dateien (RDF) serialisiert und ganz ausgetauscht — ein vollständiges, selbstbeschreibendes Netzmodell — statt einer feldweisen Abbildung zwischen Systemen. Das beseitigt die spröde Punkt-zu-Punkt-Integration.
- Profile und CGMES
- Das vollständige CIM ist riesig, reale Austausche nutzen daher Profile — vereinbarte Teilmengen für einen Zweck. CGMES ist das ENTSO-E-Profil, mit dem europäische ÜNB ihre Modelle für verbundenen Betrieb und Kapazitätsberechnung zusammenführen.
- Semantische Interoperabilität
- Das CIM zielt auf Bedeutung, nicht nur auf Format. Zwei Systeme, die sich auf CIM einigen, einigen sich darauf, was die Daten darstellen, weshalb es EMS, DMS, ADMS, GIS und Marktintegration gleichermaßen trägt.
- CIM vs. IEC 61850
- 61850 modelliert Daten innerhalb der Station, auf dem Draht, in Echtzeit. Das CIM modelliert das gesamte Netz für Unternehmens- und Leitstellenanwendungen. Das TC 57 pflegt beide und harmonisiert ihre Grenze.
Notes & guidance
Ein gemeinsames Modell für das ganze Netz
Ein Versorger betreibt Dutzende Systeme — Energiemanagement, Verteilnetzmanagement, GIS, Anlagenmanagement, Märkte — und jedes hat seine eigene Vorstellung davon, was ein “Transformator” oder ein “Abzweig” ist. Sie paarweise zu integrieren ist endlos und spröde. Das Common Information Model (CIM), definiert durch IEC 61970 und IEC 61968, ersetzt das durch ein einziges, gemeinsames, herstellerneutrales Modell des Stromnetzes.
Drei Reihen, ein Modell
Das CIM ist nach Domäne aufgeteilt, aber auf einem gemeinsamen Kern gebaut. IEC 61970 ist die API der Energiemanagementsysteme: ihr Teil 61970-301 definiert das Kern-CIM, und die Teile -45x definieren, wie ein Netz als CIM/XML ausgetauscht wird. IEC 61968 erweitert diesen Kern für die Verteilung — Anlagen, Arbeit, Kunden, Messung, Netzbetrieb — und ergänzt die Nachrichtenintegration in 61968-100. IEC 62325 erweitert ihn nochmals für die Strommärkte. Da alle drei denselben Kern teilen, bedeutet ein im EMS modellierter Transformator dasselbe im DMS und im Markt.
Profile und CGMES
Das vollständige CIM ist viel zu groß, um es ganz zu nutzen, reale Austausche stützen sich daher auf Profile — vereinbarte Teilmengen für einen bestimmten Zweck. Das wichtigste in Europa ist CGMES (Common Grid Model Exchange Standard), das ENTSO-E-Profil, mit dem Übertragungsnetzbetreiber ihre einzelnen Netzmodelle zu einem verbundenen Modell für Betrieb, Kapazitätsberechnung und Planung zusammenführen. CGMES ist der klarste Beweis, dass das CIM operativ ist, nicht akademisch.
CIM gegenüber IEC 61850
Man stellt das CIM oft IEC 61850 gegenüber, doch sie leben auf verschiedenen Ebenen. 61850 modelliert Daten innerhalb der Station, auf dem Draht, in Echtzeit; das CIM modelliert das gesamte Netz für Leitstellen- und Unternehmensanwendungen. Beide werden vom IEC TC 57 gepflegt, das ihre Grenze harmonisiert. Daneben trägt OPC UA (IEC 62541) Daten zu Analyseplattformen, ISO 55000 regelt die Anlagen, die das Modell beschreibt, und IEC 62443 sichert die Systeme, die es austauschen.
Betroffene Branchen
- Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber (ÜNB/VNB)
- Anbieter von EMS-, DMS- und ADMS-Software
- Strommarktbetreiber und -börsen
- GIS-, Anlagenmanagement- und Netzplanungssysteme