Positionierung und Harmonisierung vonCIM und IEC 61850CIM und IEC 61850Workshop “CIM in der Praxis”Frankfurt / Main
14. Oktober 2015Thomas Rudolph
Gliederung
1. Einführung CIM & IEC 61850
2. Harmonisierung – Nutzen und Herausforderungen
3. IEC 62361-102
4. Ausblick / Weitere Arbeiten
Einführung CIM & IEC 61850Einführung CIM & IEC 61850
Anwendungsbereiche CIM & IEC 61850
Information Management
Power System
CIM: IEC 61970; IEC 61968; IEC 62325
IEC 61850
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GenerationTransmission
Distribution
DERCustomerPremises
Process
Field
Station
Operation
Enterprise
Market
Domains
Zones
Power SystemEquipment &
Energy Conversion
Smart Grid Architecture Model – CEN/CENELEC/ETSI
IEC TC 57 Seamless Integration Architecture
CIM
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IEC 61850
IEC 61850> Hierarchisches Datenmodel für Anwendung in
Systemen, Windenergie, Wasserkraft, …. mit Focus auf Interoperabilität> Logical Device> Logical Nodes> Data Objects> Common Data Classes> Common Attributes
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> Common Attributes> Standard Data Types
> Mapping auf Kommunikationsprotokolle> IEC 61880-8-1 (MMS & ISO/IEC 8802-3)> IEC 61850-8-2 (Webservices – in Arbeit)> IEC 61850-9-2 (Sampled Values)
> Konfigurationssprache> SCL für Geräte und Systeme
IEC 61850-7-1
CIM> Informationsmodelle für Netzbetriebsführung und
Kommunikation in Energiemärkten> Aufgeteilt in Pakete (Netzführungssysteme,
Erweiterungen für Verteilnetze und Märkte)
> Klassen- Klasse beschreibt reale Objekte (z.B. Transformator)
- Attribute beschreiben die Merkmale der Objekte- Typ beschreibt die Art des Attributs
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- Typ beschreibt die Art des Attributs
> Vererbung von Eigenschaften einer generellen Klasse auf die allgemeine Klasse
> Assoziationen und Aggregation zur Verbindung von Klassen
IEC 61970-301
Harmonisierung – Nutzen und HerausforderungenHarmonisierung – Nutzen und Herausforderungen
Nutzen der Harmonisierung
> Verbesserung der Interoperabilität von Anwendungen, die beide Datenmodelle verwenden
> Vereinfachtes Engineering mit verbesserter Qualität durch weitgehend automatische Konvertierung von Datenmodellen
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Konvertierung von Datenmodellen> Grundlage für eine durchgängige
Kommunikation von Station zur Netzführung> Volle Nutzung von Vorteilen der Semantik
Daher wird die Harmonisierung in relevanten Smart Grid Roadmaps (DKE, M490, NIST, ENTSO-E) gefordert!
IEC 57/1538/CD
Herausforderungen der Harmonisierung
> Beide Standards setzen auf Austausch von Konfigurationsinformationen auf Basis von XML, verwenden ein abstraktes Service Model sowie UML1) zur Dokumentation
aber
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> Unterschiede finden sich in den grundlegenden Konzepten (Vererbung – CIM vs. Aggregation – IEC 61850), der Struktur (assoziativ vs. hierarchisch) und der Namensgebung
> Die Beziehungen der Modelle zueinander und Regeln für das Mapping von Informationsobjekten existieren nicht
Grid Interop (Gilchrist, Gillerman)1) IEC 61850 ab Ed2
Unterschiede im Detail beim Mapping IEC 61850 - SCL Beschreibung CIM
Substation / Line / Process Funktionen und Geräte mit Bezug zum Primärprozess
Elektrische Verbindungen auf Basis Einstrichschema (Topologie)
Substation, Plant, Lines oder andere LocationContainer wie Voltage Level, Bay, PowerSystemResourcesTerminals, Connectivity Nodes & Associations
Diagram coordinates 1) Koordinaten zum Zeichnen von Einstrichschemas entsprechend der Topologie
Diagram layout
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Entsprechend IEC 57/1538/CD
1) IEC 61850 nur informativ
Topologie
IED Instanzen „Behälter“ für Logical Devices und Logical Nodes
Derzeit ist die einzige Entsprechung in CIM eine Fernwirkunterstation (RTU – Remote Terminal Unit)
IED Instanzen mit speziellen Typen von Logical Nodes, Datenobjekten und -attributen
Messwerte, Statusinformationen und steuerbare ObjekteEinstellwerte und Parameter
CIM measurements
CIM object attributes
Kommunikation Beschreibung der Kommunikationskonfiguration
Derzeit in CIM nicht enthalten
IEC 62361-102CD – Jan. 2015WD – Sept. 2015WD – Sept. 2015
IEC 62361-102 - Zielsetzung
> Die technische Spezifikation (TS) soll Regeln für die Transformation von IEC 61850 SCL XSD zu CIM UML Daten festlegen.
> Die entsprechenden Regeln sollen aus festgelegten Use Cases abgeleitet werden.
> Es werden nur SCL Informationen berücksichtigt,
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> Es werden nur SCL Informationen berücksichtigt, die für diese Use Cases benötigt werden.
> Das resultierende Mapping bildet den Kern der Transformation. Sollten Elemente zu komplex werden, werden Veränderungen an den zugrundeliegenden Standards (besonders auf der CIM-Seite) unter Berücksichtigung der Rückwärtskompatibilität vorgeschlagen
IEC 57/1538/CD
IEC 62361-102 (WD) - Umfang
> Betrachtete Use Cases:> Konfiguration der Leitstelle (SCADA/EMS/DMS) aud
Basis von IEC 61850 SCL> Test und Validierung der Leitstellenfunktionen basierend
auf empfangenen IEC 61850 – Daten- Noch nicht begonnen
SSD
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> Spannungs- / Blindleistungsregelung (Volt Var control)- Noch nicht begonnen
> Wegen gravierender Unterschiede im Modell von Schutzeinrichtungen nicht betrachtet:> Simulation> Schutzkoordination und adaptiver Schutz> Systemschutz> Asset Management
IEC 57/1538/CD
SCD
Priorität liegt auf dem Mapping Transfer von SCL -> CIM
IEC 62361-102 (E) – Einzelelemente des Mappings
> Equipment und CIM Measurements> SCL Substation Section Mapping> SCL Elements und CIM Classes> Equipment Types und Codes
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> Equipment Types und Codes> Connectivity Modelling> Stromwandler -und Phasenmodellierung> Logical Nodes und CIM Measurements
IEC 57/1538/CD
Stand und weitere ArbeitenStand und weitere Arbeiten
Stand und weitere Arbeiten> IEC 62361-102 (CD)
Kommentierungsphase abgeschlossen (122 Kommentare)
> IEC TF arbeitet an einem WD und berücksichtigt Kommentare bei der Erstellung des 2. CD> Substation Data
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> Substation Data> Measurements, status, controls> Settings & parameters> Communication configuration> Diagram data
> Abstimmung mit WGs 10, 13, und 14 notwendig
> Termin 2. CD noch offen
www.iec.ch
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