Referenzmodelle und CIM - oder der IEC TC57 Baukasten. Dr. Heiko Englert Frankfurt,

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1 Referenzmodelle und CIM - oder der IEC TC57 Baukasten Dr. Heiko Englert Frankfurt,

2 Inhalt Kurzsteckbrief IEC TC57 Referenzmodelle in IEC TC57 IEC TR Part 1: Reference Architecture IEC TR Part 103: Standard Profiling Zusammenfassung DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 2

3 Kurzsteckbrief IEC TC57 Objective and Scope of IEC TC57 To provide interoperability standards for the information exchange within and to power systems This includes communication interfaces, information security and data model specifications covering power utility automation (protection, substation automation, distribution automation), DER management, SCADA, energy management systems (EMS), distribution management systems (DMS), market communication as well as information exchange between power system and home-, building- and industry automation. Key Figures Established in standard documents published More than 600 experts 34 member and 13 observer countries 38 active liaisons (17 internal, 4 type A, 17 type D) 66 projects in development 12 active working groups, 2 joint working groups (with TC38 and TC88) Strategy Apply use case and requirements oriented approach for standards development Open proprietary structures by standardization of data exchange interfaces among IT systems and software applications, avoid to standardize applications them selves Use of state of the art standard information and communication technology platforms wherever available and applicable Ensure quality, consistency and compatibility of TC57 standards portfolio Reference Architecture IEC/TR defines the standards framework of TC57 Provides basis for implementation strategies and architecture development for project realizations DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 3

4 Kurzsteckbrief IEC TC57 Structure WG03 Telecontrol protocols WG09 Distribution automation using distribution line carrier systems WG10 Power system IED communication and associated data models WG13 Energy management system application program interface WG14 System interfaces for distribution management WG15 Data and communication security WG16 Deregulated energy market communications WG17 Communication systems for distributed energy resources (DER) WG18 Hydroelectric power plants Communication for monitoring and control WG19 Interoperability within TC57 on long term WG20 Planning of (single-sideband) powerline carrier systems WG21 Interfaces & protocol profiles relevant to systems connected to the electrical grid Chairman Advisory Group Core Semantic Standards for Smart Grid The Common Information Model (CIM) (IEC 61968, IEC and IEC series) and IEC series, have been recognized as pillars for realization of the Smart Grid objectives of interoperability and device management. Generation Transmission Distribution Domains DER Customer (Home, Building, Industry, EV, Mobility) Process Field Station Operation Market Enterprise Zones (Hierarchy) DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 4

5 Anleitung zum IEC TC57 Baukasten IEC TR Part 1: Reference Architecture Problem: Wo gibt es eine Übersicht über die TC57 Standards und deren Beziehungen untereinander? Wie können die TC57 Standards genutzt werden? Zweck der Referenzarchitektur: Beschreibung der Struktur, Beziehungen und Anwendungsdomänen der TC57 Standards Zielgruppen Softwarearchitekten, Applikationsentwickler, Standardentwickler DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 5

6 Überblick über die IEC TC57 Standards DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 6

7 Aspekte der Referenz Architektur Zugrundeliegende Methodik SGAM Framework (Domains, Zones, Interoperability Layers) Use Case orientiert (acc. IEC TC8) Datenmodellierung (CIM, IEC 61850) Profilierung Verwendung der Referenz Architektur Entwicklung von Lösungsarchitekturen Evaluierung vorhandener Architekturen Beispiele zu CIM IEC Security DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 7

8 Prinzipielle Vorgehensweise über Interoperability Layer DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 8

9 IEC TR Part 103: Standard Profiling Problem: Die TC57 Standards bieten eine sehr hohe Flexibilität hinsichtlich der verwendbaren Datenmodelle und Dienste Zwei Implementierungen, die auf einem identischen Standard basieren, können nicht interoperabel sein, da unterschiedliche Elemente verwendet werden Wie können Standards für eine konkrete Aufgabe praktisch genutzt werden um Interoperabilität zu ermöglichen? Scope des Technischen Reports: Beschreibung des Grundkonzepts und Methoden zur Profilierung von Standards Insbesondere für CIM (IEC 61970, IEC 61968, IEC 62325) und IEC DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 9

10 Bedeutung von Profilen im Kontext von TC57 Standards Profile beschreiben eine spezifische Verwendung eines oder mehreren Standards, in dem Freiheitsgrade durch bestimmte Festlegungen reduziert sind. Folgende Festlegungen sind möglich Datenmodell Kommunikationsdienste Funktionsverteilung Namen, Instanziierungen Informationssicherheit Sequenzen / Interaktionsabfolgen Testverfahren DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 10

11 Profile erleichtern die Integration, verbessern die Interoperabilität Vorteile durch Profile: Erleichtern das Engineering, Test und Inbetriebnahme Fördern die Wiederverwendung in neuen Projekten Profile als Basis von Interoperabilitätstest Ermöglichen die Verifikation der Konformität von Implementierungen zu Profilen Verbessern die Qualität der Interoperabilität von Implementierungen DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 11

12 Allgemeines Konzept von Profilen DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 12

13 Konzept für CIM Profile DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 13

14 Vorgehensweise bei der Profilierung von CIM Business Context Requirements Scope of profiling methodology canonical model (i.e. CIM) manual restrictions contextual model syntax schema generation profile (syntactic model) Scope of standards for definition of Semantic profiles Scope of standards for definition of Syntactic profiles governs instance data DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 14

15 Zusammenfassung TC57 hat maßgeblich semantische Datenmodellierung und Use Case Methodik in der IEC eingeführt Die Referenz Architektur gibt einen umfassenden Überblick über die TC57 Standards und deren Anwendungsdomänen Die Profilierung von Standards trägt erheblich zur Steigerung der Interoperabilität und damit zur Effizienz bei Integrationsprojekten bei DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE 15

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ihr Ansprechpartner: Dr. Heiko Englert Siemens AG Phone: DKE Die Kraft der Normung