Positionierung und Harmonisierung von

Positionierung und Harmonisierung von CIM und IEC 61850 Workshop CIM in der Praxis Frankfurt / Main 14. Oktober 2015 Thomas Rudolph

Gliederung 1. Einführung CIM & IEC 61850 2. Harmonisierung Nutzen und Herausforderungen 3. IEC 62361-102 4. Ausblick / Weitere Arbeiten

Einführung CIM & IEC 61850

Anwendungsbereiche CIM & IEC 61850 CIM: IEC 61970; IEC 61968; IEC 62325 Information Management IEC 61850 Power System Equipment & Energy Conversion Market Enterprise Operation Station CIM in der Praxis Frankfurt/Main - 14.10.2015 Rudolph 4 Generation Transmission Distribution Domains DER Customer Premises Zones Field Process Smart Grid Architecture Model CEN/CENELEC/ETSI

IEC TC 57 Seamless Integration Architecture CIM IEC 61850 CIM in der Praxis Frankfurt/Main - 14.10.2015 Rudolph 5

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 > 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 CIM in der Praxis Frankfurt/Main - 14.10.2015 Rudolph 6 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 > Vererbung von Eigenschaften einer generellen Klasse auf die allgemeine Klasse > Assoziationen und Aggregation zur Verbindung von Klassen CIM in der Praxis Frankfurt/Main - 14.10.2015 Rudolph 7 IEC 61970-301

Harmonisierung 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 > 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 - 14.10.2015 Rudolph 9

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 61850 ab Ed2 CIM in der Praxis Frankfurt/Main - 14.10.2015 Rudolph 10 Grid Interop (Gilchrist, Gillerman)

Unterschiede im Detail beim Mapping IEC 61850 - 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 61850 nur informativ CIM in der Praxis Frankfurt/Main - 14.10.2015 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

IEC 62361-102 CD Jan. 2015 WD 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, 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 - 14.10.2015 Rudolph 13

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 > 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 - 14.10.2015 Rudolph 14

IEC 62361-102 (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 - 14.10.2015 Rudolph 15 IEC 57/1538/CD

Stand 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 > 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 CIM in der Praxis Frankfurt/Main - 14.10.2015 Rudolph 17