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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