基于IEC61970的CIM模型的研究

IEC 61970/61968 CIM 模型研究——核心电网模型IEC 61970 / 61968 等系列标准是国际电工委员会制定的电网应用系统的技术标准，其中的CIM〔公共信息模型〕建立了所有的电网信息模型，是所有电网应用的根底，其重要性不言而喻。

为了更好的理解CIM模型，我在学习和研究过程中也尝试写一些文档，供对CIM模型感兴趣的朋友们参考和讨论。

由于个人水平有限，且CIM模型包括的X围很广，疏漏谬误之处恐在所难免，敬请各位朋友指正，在此先行感谢。

CIM模型包括的内容非常多，这里首先讨论一下核心电网模型。

一、传统EMS电网模型CIM模型的核心就是电网的信息模型，要能够准确表达电网的组成、结构和特性。

而这些电网信息模型其实一直都在电力自动化控制系统〔也就是能量管理系统〕中制定，经过长达几十年的运行和使用，这套模型已相当的成熟和稳定，CIM模型正是在此根底上演化和完善形成的。

传统EMS电网信息模型主要是由公司、区域、变电站、电压等级等模型构成的层次结构，见如下图：一个电网公司一般由几个地区电网构成。

例如某某电网公司就可以分为某某电网、某某电网等假如干个区域电网。

区域电网中主要包括变电站和线路。

变电站下一般有两到三个不同的电压等级区和变压器。

电压等级区包括了该电压等级下的所有设备，包括断路器、刀闸、互感器、继电保护、馈线等，其中馈线是负责向负荷供电的线路，也是由各种设备构成的。

变压器下通常有两、到三组绕组，分别对应变电站的电压等级区。

线路实现电能的传输，将不同的节点连接成电网，同时为了线路运行维护管理方便，线路一般会分为假如干个线路段。

二、IEC 61970 CIM电网信息模型在CIM模型中，电网的层次结构与传统EMS电网模型根本保持一致，使用了地理区域、变电站、设备等模型对电网进展建模，其中地理区域〔GeographicalRegion〕、子地理区域〔SubGeographicalRegion〕对应区域〔DV〕，变电站〔Substation〕对应变电站〔ST〕，电压等级区〔VoltageLevel〕对应电压等级〔KV〕，设备〔Equipment〕表示各类电力设备。

0引言随着电力工业化和信息化的发展,电网调度自动系统对大电网调度的要求也越来越高,市场涌现了大批综合性,分布式应用系统。

这些应用系统可能在不同时期,不同硬件平台下开发,并可能来自不同的生产厂家,因此系统数据模型和数据访问接口不统一的问题日益严重,导致各个系统间难以实现互联互通和信息共享。

IEC61970标准的公布为解决上述问题提供了理论基础。

该标准包含公共信息模型和组件接口规范两部分内容。

1IEC61970标准概述IEC61970标准是由电力系统控制通信委员会及第57技术委员会制定和发布,该标准主要包括能量管理系统EMS 的应用方法、公共信息模型CIM 以及数据访问接口CIS,一共分为5个部分,CIM 模型主要以面向对象的方式定义了电力对象模型,它是该标准的核心内容,也是本文讨论的重点内容,CIS 数据访问接口则以API 的形式提供了如何进行数据的访问。

实现数据的互联互通。

该标准定义的最终目的是实现异构系统的互联互通,同时实现数据信息模型与底层技术无关。

实现国际统一的数据信息模型和数据访问方式,因此,通过按照IEC61970标准定义的CIM 模型和面向对象的方法对电力对象进行建模,可实现上层应用与底层技术无关,这也是我国电力发展的方向,同时也提高了我国电网调度自动化的水平[1]。

2公共信息模型CIM公共信息模型CIM 以面向对象的方式描述了几乎所有电力系统中的电力对象,如变压器,母线,断路器等电力对象,涵盖了发电、输电、配电以及终端售电等电力行业的各个领域,通过面向对象的方法,依据IEC61970标准定义的CIM 模型,对每个电力对象建模,类似于C++中类的数据结构,通过应用端的电力对象对应到CIM 模型中,找到该电力对象在CIM 模型中定义的地方,根据该CIM 模型对该电力对象类的属性的定义,对应的对电力对象的数据属性进行定义。

这样定义出来的数据模型就是标准的数据对象模型,及通过使用类、类的关系以及属性来描述和体现电力对象本身的属性以及相互之间的关系。

基于IEC61970的电力系统CIM模型管理的实现摘要：随着计算机技术的发展，计算机应用在电力管理系统方面的协议标准越来越规范化，随着IEC 61970系列标准的制定，为电力管理系统各个子系统独立分散的的缺陷提供了解决方案，该标准主要包括公共信息模型和组件接口规范。

本文主要研究对基于IEC61970协议进行电力系统软件开发时对CIM模型的管理设计。

关键词：IEC61970标准；CIM；SCADA1 IEC61970标准与CIM概述EC 61970国际电工委员会制定的《能量管理系统应用程序接口（EMS-API）》系列国际标准，主要由接口参考模型、公共信息模型（CIM）和组件接口规范（CIS）三部分组成。

CIM是IEC61970系列标准的一个重要组成部分，CIM公共信息模型定义了信息交换的语义，用对象类和属性及他们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法。

2 CIM模型配置功能模块CIM模型的配置模块，IEC61970定义了电力系统中的CIM模型，以及各个模型之间的关系。

控制模块主要基于SCADA系统为例来阐述CIM模型映射的实现方法，本模块如图1主要分为两大块及原有SCADA系统和基于IEC61970中间件系统平台。

原有SCADA系统内部数据格式因此要实现两个主要部分的数据内容的一致性，就必须对其进行转换。

基于IEC61970的中间件系统平台是根据IEC61970的国际标准定义的CIM模型，具有通用性。

因此把原有SCADA系统的数据结构转换为IEC61970标准定义的数据结构及CIM模型。

本模块设计了两种方式：第一种方式是通过读取SCADA系统的电力对象数据结构信息，生成CIM模型配置信息；第二种方式是在SCADA系统端将电力对象数据结构信息生成XML文档、SCHEMAL文档和XSL文档，其中XSL文档两者数据结构的中间转换介质。

最终在服务器端读取XML文档解析后生成CIM模型。

3 设备模型的设计与实现设备模型的配置可通过菜单内容的优化设计简化配置过程。

基于IEC61970标准的数据管理系统的研究的开题报告开题报告一、选题的背景和意义随着电力系统规模的不断扩大和电能的网络化传输，电力系统的运行效率和可靠性日益得到重视。

而电力系统的数据管理系统在实现自动化控制、维护和运行等方面扮演着至关重要的角色。

IEC61970（电力系统信息交互 - 基于通用物理对象的信息模型）是一种用于电力系统数据交互和管理的标准，它定义了在能源信息领域的数据惯用语言和传输手段。

因此，基于IEC61970标准的数据管理系统的研究和开发能够提高电力系统的数据管理和交互能力，从而提升电力系统的运行效率和可靠性。

二、选题的研究内容和思路本研究旨在基于IEC61970标准开发一种高效的电力系统数据管理系统，具体研究内容包括：1. IEC61970标准的介绍和特点分析：对IEC61970标准进行深入的研究和分析，掌握标准的核心概念和关键技术，了解标准中定义的电力系统建模方法和通用对象模型。

2. 电力系统数据管理系统的架构设计：根据IEC61970标准的模型和要求，设计一个高效的数据管理系统架构，包括数据采集、数据存储、数据处理和数据分析等部分，从而实现对电力系统数据的高效管理和分析。

3. 电力系统数据管理系统的实现方法：根据系统架构的设计方案，实现一个基于IEC61970标准的电力系统数据管理系统，具体包括系统总体框架的实现、数据采集子系统的设计、数据存储子系统的实现、数据处理子系统的开发以及数据分析子系统的构建等。

4. 实验与结果分析：通过实验测试和数据分析，对系统性能进行评估和优化，以验证基于IEC61970标准的数据管理系统的可行性和有效性。

三、研究的创新之处1. 探索基于IEC61970标准的电力系统数据管理系统的实现方法和技术路线，满足电力系统数据管理需求。

2. 提出了一种基于IEC61970标准的电力系统数据管理系统的架构设计，并实现了相应的系统构建与开发。

3. 探索在现有数据管理系统中开展功率控制和故障监控等方面的新应用。

基于电力系统公共信息模型的互操作试验发布日期：2011-04-22中国智能电网资料频道导读：以IEC 61970 标准的公共信息模型（CIM）为基础，介绍了基于CIM/XML文件的国内外互操作试验情况，包括互操作以IEC 61970 标准的公共信息模型（CIM）为基础，介绍了基于CIM/XML文件的国内外互操作试验情况，包括互操作试验的目的、所用的模型以及试验的内容和方法等。

试验在验证了CIM模型正确性的同时，也证明了控制中心各应用之间的信息交换和控制中心以外系统间的信息交换的可能性。

此外还验证了EMS的不同应用之间以及不同厂家的EMS产品之间的互操作性。

关键词：能量管理系统应用程序接口；公共信息模型；可扩展标志性语言；互操作试验；导入/导出1 引言随着电力系统和计算机技术的发展，电力系统的自动化水平不断提高。

电力市场的逐步实现，需要电力市场技术支持系统和更多功能的EMS应用软件。

因此，在电力系统中实现信息和功能共享越来越重要，各应用系统之间接口的标准化工作就具有很重要的意义[1]。

IEC 61970系列标准定义了能量管理系统应用程序接口（EMSAPI）。

公共信息模型（CIM）是整个EMSAPI框架很重要的一部分。

EMSAPI标准的目的是为了促进对不同卖方独立开发的EMS应用进行集成和对独立开发的整个EMS系统进行集成，或对EMS系统和其他涉及电力系统运行的不同方面的系统，例如发电或配电管理系统进行集成。

用于控制中心各应用之间的信息交换以及控制中心以外系统间的信息交换[2]。

通过定义标准应用程序接口，使得这些应用或系统能够不依赖于信息的内部表示而存取公共数据和交换信息，完成对EMS的集成。

一般情况下，SCADA/EMS/DMS 应用需要一个详细模型来支持它运行，包括量测、网络连接关系、设备参数等。

CIM就提供了这种模型，为这些应用提供了一个全面的电力系统逻辑视图。

它是IEC制定的电力系统自动化中通用的数据模型和数据接口，目前国际上许多厂家已经将电力系统自动化的各级产品，例如RTU，自动抄表，电量设备和SCADA/EMS/DMS/PM的各种模型逐步采用CIM数据模型。

基于IEC61970的CIM模型的研究作者：苏豪飞来源：《科技视界》2014年第14期【摘要】当前很多电力企业都是利用不同时期、不同生产厂家提供的应用系统所构成的数据中心控制平台，这些应用系统关心电力对象的不同方面导致出现电力信息模型私有、访问接口私有、互操作性差等“信息孤岛”问题。

本数据平台是电力自动化监控系统软件（SCADA）进行组件化的封装，保留原系统的功能，对原有SCADA系统数据结构进行CIM 模型映射。

【关键词】IEC61970；CIM；SCADA0 引言随着电力工业化和信息化的发展，电网调度自动系统对大电网调度的要求也越来越高，市场涌现了大批综合性，分布式应用系统。

这些应用系统可能在不同时期，不同硬件平台下开发，并可能来自不同的生产厂家，因此系统数据模型和数据访问接口不统一的问题日益严重，导致各个系统间难以实现互联互通和信息共享。

IEC61970标准的公布为解决上述问题提供了理论基础。

该标准包含公共信息模型和组件接口规范两部分内容。

1 IEC61970标准概述IEC61970标准是由电力系统控制通信委员会及第57技术委员会制定和发布，该标准主要包括能量管理系统EMS的应用方法、公共信息模型CIM以及数据访问接口CIS，一共分为5个部分，CIM模型主要以面向对象的方式定义了电力对象模型，它是该标准的核心内容，也是本文讨论的重点内容，CIS数据访问接口则以API的形式提供了如何进行数据的访问。

实现数据的互联互通。

该标准定义的最终目的是实现异构系统的互联互通，同时实现数据信息模型与底层技术无关。

实现国际统一的数据信息模型和数据访问方式，因此，通过按照IEC61970标准定义的CIM模型和面向对象的方法对电力对象进行建模，可实现上层应用与底层技术无关，这也是我国电力发展的方向，同时也提高了我国电网调度自动化的水平[1]。

2 公共信息模型CIM公共信息模型CIM以面向对象的方式描述了几乎所有电力系统中的电力对象，如变压器，母线，断路器等电力对象，涵盖了发电、输电、配电以及终端售电等电力行业的各个领域，通过面向对象的方法，依据IEC61970标准定义的CIM模型，对每个电力对象建模，类似于C++中类的数据结构，通过应用端的电力对象对应到CIM模型中，找到该电力对象在CIM 模型中定义的地方，根据该CIM模型对该电力对象类的属性的定义，对应的对电力对象的数据属性进行定义。

基于iec61970的cim模型数据库的设计与实现
基于IEC 61970的CIM模型数据库的设计与实现是一个复杂的过程，需要综合考虑多方面的技术因素。

首先，基于IEC 61970的CIM
模型应该符合IEC 61970规范，这是设计与实现的基础。

其次，在设
计和实现的过程中，应该考虑当前IT技术的发展趋势，以便将IEC 61970标准中的模型最大限度地应用到现有IT技术上，以实现节能、
高效、稳定的模型数据库。

此外，在设计与实现过程中，还需要考虑不同系统之间的兼容性，保证电力系统管理系统的数据库设计能够完全符合能源基础设施，包
括设备管理、控制、安全、监控、预测等联动应用。

此外，基于IEC 61970的CIM模型数据库设计与实现应考虑模型
数据库拓扑结构和数据服务。

拓扑结构决定了数据传输和存储的策略，而数据服务决定了模型数据库如何从模型数据库中获取数据，以及如
何将数据存储在模型数据库中。

最后，在设计与实现过程中，也应当考虑到如何构建可安全监控
的模型数据库，以避免恶意攻击对其造成的灾难性后果。

构建安全的
模型数据库可以使电力系统在攻击事件发生时及时发现攻击行为并采
取有效措施，从而实现可靠性和安全控制。