Positionierung und Harmonisierung von

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1 Positionierung und Harmonisierung von CIM und IEC Workshop CIM in der Praxis Frankfurt / Main 14. Oktober 2015 Thomas Rudolph

2 Gliederung 1. Einführung CIM & IEC Harmonisierung Nutzen und Herausforderungen 3. IEC Ausblick / Weitere Arbeiten

3 Einführung CIM & IEC 61850

4 Anwendungsbereiche CIM & IEC CIM: IEC 61970; IEC 61968; IEC Information Management IEC Power System Equipment & Energy Conversion Market Enterprise Operation Station CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 4 Generation Transmission Distribution Domains DER Customer Premises Zones Field Process Smart Grid Architecture Model CEN/CENELEC/ETSI

5 IEC TC 57 Seamless Integration Architecture CIM IEC CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 5

6 IEC > Hierarchisches Datenmodel für Anwendung in Systemen, Windenergie, Wasserkraft,. mit Focus auf Interoperabilität > Logical Device > Logical Nodes > Data Objects > Common Data Classes > Common Attributes > Standard Data Types > Mapping auf Kommunikationsprotokolle > IEC (MMS & ISO/IEC ) > IEC (Webservices in Arbeit) > IEC (Sampled Values) > Konfigurationssprache > SCL für Geräte und Systeme CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 6 IEC

7 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 > Vererbung von Eigenschaften einer generellen Klasse auf die allgemeine Klasse > Assoziationen und Aggregation zur Verbindung von Klassen CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 7 IEC

8 Harmonisierung Nutzen und Herausforderungen

9 Nutzen der Harmonisierung > Verbesserung der Interoperabilität von Anwendungen, die beide Datenmodelle verwenden > Vereinfachtes Engineering mit verbesserter Qualität durch weitgehend automatische 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 CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 9

10 Herausforderungen der Harmonisierung > Beide Standards setzen auf Austausch von Konfigurationsinformationen auf Basis von XML, verwenden ein abstraktes Service Model sowie UML 1) zur Dokumentation aber > 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 1) IEC ab Ed2 CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 10 Grid Interop (Gilchrist, Gillerman)

11 Unterschiede im Detail beim Mapping IEC SCL Beschreibung CIM Substation / Line / Process Diagram coordinates 1) IED Instanzen IED Instanzen mit speziellen Typen von Logical Nodes, Datenobjekten und -attributen Kommunikation 1) IEC nur informativ CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 11 Funktionen und Geräte mit Bezug zum Primärprozess Elektrische Verbindungen auf Basis Einstrichschema (Topologie) Koordinaten zum Zeichnen von Einstrichschemas entsprechend der Topologie Behälter für Logical Devices und Logical Nodes Messwerte, Statusinformationen und steuerbare Objekte Einstellwerte und Parameter Beschreibung der Kommunikationskonfiguration Substation, Plant, Lines oder andere Location Container wie Voltage Level, Bay, PowerSystemResources Terminals, Connectivity Nodes & Associations Diagram layout Derzeit ist die einzige Entsprechung in CIM eine Fernwirkunterstation (RTU Remote Terminal Unit) CIM measurements CIM object attributes Derzeit in CIM nicht enthalten Entsprechend IEC 57/1538/CD

12 IEC CD Jan WD Sept. 2015

13 IEC Zielsetzung > Die technische Spezifikation (TS) soll Regeln für die Transformation von IEC SCL XSD zu CIM UML Daten festlegen. > Die entsprechenden Regeln sollen aus festgelegten Use Cases abgeleitet werden. > 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 CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 13

14 IEC (WD) - Umfang > Betrachtete Use Cases: > Konfiguration der Leitstelle (SCADA/EMS/DMS) aud Basis von IEC SCL > Test und Validierung der Leitstellenfunktionen basierend auf empfangenen IEC Daten - Noch nicht begonnen > Spannungs- / Blindleistungsregelung (Volt Var control) - Noch nicht begonnen SSD SCD > Wegen gravierender Unterschiede im Modell von Schutzeinrichtungen nicht betrachtet: > Simulation > Schutzkoordination und adaptiver Schutz > Systemschutz > Asset Management IEC 57/1538/CD Priorität liegt auf dem Mapping Transfer von SCL -> CIM CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 14

15 IEC (E) Einzelelemente des Mappings > Equipment und CIM Measurements > SCL Substation Section Mapping > SCL Elements und CIM Classes > Equipment Types und Codes > Connectivity Modelling > Stromwandler -und Phasenmodellierung > Logical Nodes und CIM Measurements CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 15 IEC 57/1538/CD

16 Stand und weitere Arbeiten

17 Stand und weitere Arbeiten > IEC (CD) Kommentierungsphase abgeschlossen (122 Kommentare) > IEC TF arbeitet an einem WD und berücksichtigt Kommentare bei der Erstellung des 2. CD > Substation Data > Measurements, status, controls > Settings & parameters > Communication configuration > Diagram data > Abstimmung mit WGs 10, 13, und 14 notwendig > Termin 2. CD noch offen CIM in der Praxis Frankfurt/Main Rudolph 17

18 Make the most of your energy SM 2014 Schneider Electric. All Rights Reserved. All trademarks are owned by Schneider Electric Industries SAS or its affiliated companies or their respective owners.