DIN EN 61970-452-2016 Energy management system application program interface (EMS-API) - Part 452 CIM model exchange specification (IEC 61970-452 2015) English version EN 61970-452.pdf

1、Dezember 2016DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 35DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS

2、 35.240.50!%Z12“2551415www.din.deDDIN EN 61970-452Schnittstelle fr Anwendungsprogramme fr Netzfhrungssysteme (EMSAPI) Teil 452: CIMAustauschformatSpezifikation (IEC 61970452:2015);Englische Fassung EN 61970452:2015Energy management system application program interface (EMSAPI) Part 452: CIM model ex

3、change specification (IEC 61970452:2015);English version EN 61970452:2015Interface de programmation dapplication pour systme de gestion dnergie (EMSAPI) Partie 452: spcification dchange de modle CIM (IEC 61970452:2015);Version anglaise EN 61970452:2015Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH

4、, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61970452:201407Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 109 SeitenDIN EN 61970-452:2016-12 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2015-05-14 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2016-12-01. Fr DIN EN 61970-452:2014-07 besteht eine bergan

5、gsfrist bis 2018-05-14. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61970-452:2014-11. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 952 Netzleittechnik“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthalt

6、ene IEC-Publikation wurde vom TC 57 Power systems management and associated information exchange“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser

7、Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf ein Dokument ohne Angabe des Ausgabedatums

8、und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils aktuellste Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe de

9、s Dokuments. Der Zusammenhang der zitierten Dokumente mit den entsprechenden Deutschen Dokumenten ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN

10、 EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. ISO und/oder IEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Das Prsidium des DIN hat mit Prsid

11、ialbeschluss 1/2004 festgelegt, dass DIN-Normen, deren Inhalt sich auf internationale Arbeitsergebnisse der Informationsverarbeitung grndet, unter bestimmten Bedingungen allein in englischer Sprache verffentlicht werden drfen. Diese Bedingungen sind fr die vorliegende Norm erfllt. Da sich die Benutz

12、er der vorliegenden Norm der englischen Sprache als Fachsprache bedienen, wird die Englische Fassung der EN 61970-452 verffentlicht. Zu deren Abschnitt 3 berblick ber die Datenan-forderungen“, wurde eine bersetzung angefertigt und als informativer Nationaler Anhang NA der vorliegenden Norm hinzugefg

13、t. Fr die meisten der verwendeten Begriffe existieren keine gebruchlichen deutschen Benennungen, da sich die deutschen Anwender in der Regel ebenfalls der englischen Benennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit Rechtsvorschriften und ist nicht als Sicherheitsnorm an

14、zusehen. Das Original-Dokument enthlt Bilder in Farbe, die in der Papierversion in einer Graustufen-Darstellung wiedergegeben werden. Elektronische Versionen dieses Dokuments enthalten die Bilder in der originalen Farbdarstellung. DIN EN 61970-452:2016-12 3 nderungen Gegenber DIN EN 61970-452:2014-0

15、7 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Unterabschnitt 3.3: Transformator-Modellierung Aktualisierung der Transformator-Modell-Beschrei-bung; b) Unterabschnitt 3.5.1: generelle Aktualisierung des Gebrauchs der Messklassen“ (en: measurement classes), um die nderungen am Messmodell“ (en: measureme

16、nt model) darzustellen; c) Unterabschnitt 3.5.2: ICCP-Daten-Austausch (ICCP data exchange): Aktualisierung, um die Verwendung der Identifikation im Modell wiederzugeben (IdentifiedObject, Name und NameType); d) Abschnitt 4: Aktualisierung des CIM-Ausrstungs-Profils (u. a. PhaseTapChanger, TapChanger

17、, PowerTransformer). Frhere Ausgaben DIN EN 61970-452: 2014-07 DIN EN 61970-452:2016-12 4 Nationaler Anhang NA (informativ) Auszugsweise bersetzungN1)3 berblick ber die Datenanforderungen 3.1 berblick Eine ausfhrliche Diskussion zu den Anwendungsfllen des Modellaustauschs kann in Anhang A gefunden w

18、erden. In allen Fllen ist der Zweck dieser Norm: die Genauigkeit von in kritischen Systemen verwendeten Modellen von Elektrizittsversorgungssyste-men zu verbessern, insbesondere die Darstellung von Netzteilen auerhalb der primren Domne des fraglichen Systems; Konsistenz zwischen den verwendeten Mode

19、llen zu erreichen, die von den verschiedenen Systemen, die beim Betrieb oder der Planung des Verbunds eine Rolle spielen, verwendet werden; die Gesamtkosten zur Wartung kritischer Modelle, die fr den Betrieb oder die Planung eines Verbunds verwendet werden, zu verringern. Die in diesem Dokument iden

20、tifizierten Klassen, Attribute und Assoziationen stellen die minimale Untermenge des vollstndigen CIM-Modells dar, die notwendig ist, um ausreichende Daten des Elektrizittsversorgungs-systems auszutauschen und damit die Zustandsschtzung und den Leistungsfluss zu untersttzen. 3.2 Allgemeine Anforderu

21、ngen Die folgenden Anforderungen sind allgemeiner Natur oder betreffen mehrere Klassen. Zustzliche Anforde-rungen sind in den Abschnitten der individuellen Klassen festgelegt. Es muss die im CIM-Modell festgelegte Kardinalitt befolgt werden, es sei denn, in diesem Dokument wird eine andere Kardinali

22、tt explizit festgelegt. Zum Beispiel gibt die Kardinalitt zwischen VoltageLevel (Spannungspegel) und BaseVoltage (Grundspannung) an, dass VoltageLevel mit einer und nur einer BaseVoltage assoziiert sein muss, aber BaseVoltage mit null oder mehreren VoltageLevel assoziiert sein kann. Assoziationen zw

23、ischen Klassen, auf die in diesem Dokument verwiesen wird, und zwischen Klassen, auf die hier nicht verwiesen wird, sind unabhngig von der Kardinalitt nicht erforderlich. Das CIM fordert zum Beispiel, dass eine HydroGeneratingUnit (Hydroerzeugungseinheit) mit einem HydroPowerPlant (Wasserkraftwerk)

24、assoziiert ist. Da die HydroPowerPlant-Klasse nicht in diesem Dokument enthalten ist, wird die Assoziation zu HydroPowerPlant in diesem Kontext als nicht obligatorisch erachtet. Es ist nicht erforderlich, dass das Attribut name“, das durch viele Klassen von der abstrakten Klasse IdentifiedObject (id

25、entifiziertes Objekt) ererbt wird, eindeutig ist. Die im Datenaustauschformat festge-legte RDF ID ist der einzige eindeutige und persistente Bezeichner, der fr diesen Datenaustausch ver-wendet wird. Das Attribut IdentifiedObject.name ist jedoch immer erforderlich. Das zustzliche Attribut von Identif

26、iedObject, aliasName, ist nicht erforderlich. Obwohl es nicht innerhalb dieses Profils festgelegt ist, sollte das Attribute IdentifiedObject.mRID als die RDF ID verwendet werden. Die RDF ID kann nicht mit einer Zahl anfangen. Falls notwendig, sollte ein Unterstrich als erstes Zeichen hinzugefgt werd

27、en. Die RDF ID muss global eindeutig sein. Um die glo-bale Eindeutigkeit sicherzustellen, darf, falls notwendig, ein Prfix hinzugefgt werden, aber die RDF ID einschlielich des Prfix muss innerhalb der unten festgelegten Grenzen fr die maximale Zeichenan-zahl sein. N1)Nationale Funote: Die Nummerieru

28、ng der IEC 61970-452:2015 wurde beibehalten. DIN EN 61970-452:2016-12 5 Die maximale Zeichenanzahl von Namen und Bezeichnern sind nachfolgend aufgefhrt: rdf:ID maximal 60 Zeichen; IdentifiedObject.name maximal 32 Zeichen; IdentifiedObject.aliasname maximal 40 Zeichen. Um eine konsistente Benennungsh

29、ierarchie zu bewahren, muss jede Substation in einer SubGeographicalRegion (geografischen Unterregion) enthalten sein und jede SubGeographicalRegion muss in einer und nur einer GeographicalRegion (geografischen Region) enthalten sein. Equipment (Ausrstung), das ohne Konnektivitt festgelegt ist, da d

30、as/die assoziierte(n) Terminal(s) (An-schluss/Anschlsse) nicht an ConnectivityNodes (Konnektivittsknoten) angeschlossen ist/sind, ist zulssig, zum Beispiel ein ShuntCompensator (Nebenschlusskompensator), dessen Terminal nicht mit einem ConnectivityNode assoziiert ist. UTF-8 ist die Standarddateikodi

31、erung. UTF-16 wird nicht untersttzt. Auszutauschende Instanzdaten mssen die detaillierteste Klasse in Anspruch nehmen. Die Klassen GeneratingUnit (Erzeugungseinheit), Switch (Schalter) und EnergyConsumer (Energieverbraucher) sollten nur verwendet werden, falls die Informationen, um die detaillierter

32、en Klassen ThermalGeneratingUnit (Wrmeerzeugungseinheit), HydroGeneratingUnit, Breaker (Leistungsschalter), Disconnector (Trennschalter), usw. zu bestimmen, nicht verfgbar sind. 3.3 Transformatormodellierung Ein PowerTransformer (Leistungstransformator) mit zwei Wicklungen besitzt zwei PowerTransfor

33、merEnds (Leistungstransformatorenden). Dies ermglicht es, die Impedanzwerte fr das quivalente Pi-Modell an einem Ende festzulegen oder sie zwischen den beiden Enden aufzuteilen. Die Impedanzen mssen wie in Bild 1 dargestellt, primrspannungsseitig festgelegt werden. Bild 1 Impedanz eines Transformato

34、rs mit zwei Wicklungen Ein PowerTransformer mit drei Wicklungen besitzt drei PowerTransformerEnds. Wie unten dargestellt, ent-spricht das quivalente Pi-Modell den in Wert Y“-Konfiguration angeschlossenen drei Enden. Die Impedanz-werte eines Transformators mit drei Wicklungen werden an jeder der drei

35、 TransformerWindings (Trans-formatorwicklungen) festgelegt. Jedes der Enden weist Lngsimpedanz rn + jxn und Nebenschluss gn + jbn auf, wobei, wie in Bild 2 dargestellt, n“ ist: p“ fr primr, s“ fr sekundr und t“ fr tertir. DIN EN 61970-452:2016-12 6 Bild 2 Impedanz eines Transformators mit drei Wickl

36、ungen Zustzliche auf die Modellierung von Transformatoren bezogene Anforderungen sind nachfolgend aufgefhrt. Jeder PowerTransformer und seine zugehrigen PowerTransformerEnds und Stufenschalter RatioTapChanger (bersetzung des Stufenschalters), PhaseTapChangerLinear (Phase des linearen Stufenschalters

37、), PhaseTapChangerSymetrical (Phase des symmetrischen Stufenschalters) und PhaseTapChangerAsymetrical (Phase des asymmetrischen Stufenschalters) mssen innerhalb einer Substation enthalten sein. Fr den Fall eines Transformators, der zwei Substations verbindet, kann jedoch der Anschluss von einem der

38、PowerTransformerEnds an einen in einer anderen Substation festgelegten ConnectivityNode angeschlossen werden. In diesem Fall sind der PowerTransformer, die PowerTransformerEnds und die Stufenschalter immer noch in einer Substation festgelegt. Ein PowerTransformer muss von einer Substation umfasst se

39、in. Ein PowerTransformerEnd muss von einem PowerTransformer umfasst sein. RatioTapChanger, PhaseTapChangerLinear, PhaseTapChangerSymetrical und PhaseTapChangerAsymetrical mssen von einem PowerTransformerEnd umfasst sein. Jeder PowerTransformer muss mindestens zwei und darf nicht mehr als drei PowerT

40、ransformerEnds aufweisen. Jedes PowerTransformerEnd kann hchsten einen Stufenschalter (RatioTapChanger, PhaseTapChangerLinear, PhaseTapChangerSymetrical oder PhaseTapChangerAsymetrical) aufweisen. Weist ein PowerTransformerEnd keinen assoziierten Stufenschalter auf, so sollte in Betracht gezogen wer

41、den, dass das Ende eine feste Anzapfung aufweist. Mehrere Typen von Regeltransformatoren werden durch das CIM-Modell untersttzt. In Abhngigkeit von den Regelfhigkeiten werden die Auswirkungen der Anzapfungsbewegung unter Verwendung der RatioTapChanger-Klasse, der PhaseTapChangerLinear-Klasse, der Ph

42、aseTapChangerSymetrical-Klasse oder der PhaseTapChangerAsymetrical-Klasse festgelegt. Jede dieser Klassen ist ein Untertyp der TapChanger-Klasse (Stufenschalter). Die Verwendung der verschiedenen Untertypen wird in IEC 61970-301 erklrt. 3.4 Modellierungsstellen Anhand der in Anhang A detailliert dar

43、gestellten Anwendungsflle fr den Modellaustausch ist es klar, dass die meisten Situationen mehrere Entitten erfordern, die miteinander kooperieren mssen. In diesen Situa-tionen ist es sehr wichtig zu bestimmen, welche Entitt die Befugnis zur Modellierung jedes Bereichs oder jedes Satzes an Datenobje

44、kten hat. Fr diesen Zweck werden die Konzepte ModelingAuthority (Modellie-rungsstelle) und ModelingAuthoritySet (Modellierungsstellensatz) benutzt. ModelingAuthority und ModelingAuthoritySet sind nicht als Klassen in der normativen Menge von CIM festgelegt. Sind mehrere Modellierungseinheiten beteil

45、igt, ist jedes modellierte Objekt einem ModelingAuthoritySet zugewiesen. Eine ModelingAuthority kann fr ein oder mehrere ModelingAuthoritySets verantwortlich sein. Eine detailliertere Beschreibung zur Verwendung von ModelingAuthorities und ModelingAuthoritySets kann in Anhang B gefun-den werden. Wen

46、n das Konzept von ModelingAuthoritySets verwendet wird, muss eine einzelne Datei nur die Datenobjekte enthalten, die mit einem einzelnen ModelingAuthoritySet assoziiert sind. DIN EN 61970-452:2016-12 7 3.5 Verwendung von Messklassen 3.5.1 Allgemeines Die Verwendung der CIM-Messklassen (en: measureme

47、nt classes) Analog, Accumulator (Akkumulator) und Discrete (diskret) wird hufig missverstanden und hat sich mit der Zeit verndert. Vorher wurden die Klassen als Ergnzung zur Verwendung von reprsentierenden Punkten im System, in dem Telemetrie verfgbar ist, verwendet, um Limits (Grenzen) mit einem Au

48、srstungsgegenstand (en: piece of Equipment) zu assoziieren, und um geregelte Punkte festzulegen. Jetzt werden Messungen nur verwendet, um festzulegen, wo Tele-metrie verfgbar ist, und um den Austausch von ICCP-Daten zu untersttzen. Ein Measurement muss mit einer PowerSystemResource (Ressource eines

49、Elektrizittsversorgungssystems) assoziiert sein, um die Eingrenzungsinformationen fr die Messung zu bermitteln. Messungen der bertra-gungsleitung sollten mit einem ACLineSegment (Segment einer Wechselstromleitung), nicht mit einer Line (Leitung) assoziiert sein. Transformatormessungen sollten mit einem PowerTransformer und nicht mit einer TransformerWinding (