CIM+电网模型
基于CIM的图形化电网管理论文：基于CIM的图形化电网拓扑建模与分析
基于CIM的图形化电网管理论文：基于CIM的图形化电网拓扑建模与分析摘要:网络拓扑是电力系统分析软件的基础,采用可视化的方法实现网络拓扑的建立是可视化能量管理系统的核心。
文章基于CIM模型,建立了一个图形数据一体化的图形平台,该平台能够根据设备图元的端子坐标位置自动建立设备的连接关系,生成连接节点并编号。
采用节点融合法实现拓扑分析,并按照分层次搜索策略进行拓扑的局部修正,该方法能减小搜索的范围,提高拓扑分析的速度,并具有很好的通用性和扩展性,易于编程实现。
关键词:公共信息模型;图形数据一体化;拓扑分析0 引言在能量管理系统的各种应用中,电力网络的拓扑建模与分析具有很重要的作用,它是潮流计算、状态估计等应用的基础[1,2]。
为了实现能量控制中心内不同应用、不同系统之间的信息共享和数据交换,国际电工技术委员会在IEC61970标准中提出了电力系统公共信息模型[3](CIM),其目的就是使EMS的应用软件组件化和开放化,实现即插即用和相互连通,从而降低系统的集成成本,更好地保护用户资源[4]。
本文基于CIM的电网模型,采用图形数据一体化技术实现了电网的图形平台。
当用户图形界面绘制电网接线图时,软件则根据设备图元端子的坐标位置自动生成连接节点并依次为其编号,从而自动建立设备的连接关系。
以此为基础,本文采用节点融合法实现了拓扑分析,并按照分层次搜索的策略对开关变位引起的局部拓扑变化进行修正。
这种方法能减小搜索的范围,提高拓扑分析的速度,且算法简单,易于编程。
1 基于CIM的图形数据一体化平台设计1·1 CIM中的电网模型CIM由一组包组成,包是相关模型元件的人为分组,它主要包括:核心包(Core)、拓扑包(To-pology)、电线包(Wires)、停运包(Outage)、保护包(Protection)、量测包(Meas)、负荷模型包(Load Model)、发电包(Generation)和域包(Do-main)。
CIM模型介绍
知道别的应用程序的内部结构就可以访问公共数据和交换信息。通用信
息模型（Common Information Model，CIM）描述了这些应用程序接口
的语义（semantics），组件接口描述（Component
Interface
Specifications，CIS）描述了交换信息的内容。
IEC 61970系列的各个部分：
IEC 61970-1，EMSAPI – Part 1：导则和总的需求；
IEC 61970-2，EMSAPI – Part 2：术语；
IEC 61970-301，EMSAPI – Part 301：通用信息模型的基础
部分；
IEC 61970-302，EMSAPI – Part 302：通用信息模型的财
政、能量调度和备用调度部分；
IEC 61970-303，EMSAPI – Part 303：通用信息模型的
SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）部分；
IEC 61970-401，EMSAPI – Part 401：组件接口描述框架；
IEC 61970-402，EMSAPI – Part 402：通用数据访问方法；
IEC 61970-501，EMSAPI – Part 501：通用信息模型的资源
描述方法，CIM RDF（Resource Description Facility）
ห้องสมุดไป่ตู้
Schema。
IEC 61970系列是个正在准备的标准，并没有正式发布，它的每个部
分都在经常的修改中，并且会有新的部分被提出。
下图展示了EMS－API组件模型，其核心为组件执行系统或综合总
SG-CIM模型建设及实践
0２S G - C I M 4 . 0 主 题 域
SG-CIM4.0
企业核心资源
人力资源 财力资源 物力资源 ···
电网主营业务
规划计划 电网运行 电网建设 生产检修 电力营销 ···
协同综合管理
审计管理 ···
产业金融业务
科研教培 产业业务 专业公司 ···
主题域 模型
概念模型
逻辑模型
物理模型
企业数据模型
SG-CIM模型建设与实践
目 录 Contents
SG-CIM发展概况 SG-CIM4.0模型设计 SG-CIM应用实践
0１统 一 数 据 模 型 （ S G - C I M ）
发展概况
统一数据模型（SG-CIM）是国家电网公司（以下简称“公司”）参考国际标准，结合公司核心业务需求、 在运系统数据字典等，采用“业务需求驱动自顶向下”和“基于现状驱动自下向上”相结合模式，基于面向对象 建模技术，构建的企业数据模型。包含概念模型与逻辑模型，同时为推动模型落地应用，提供公司数据中台共享 层明细数据物理模型。
CIM对象数量变化趋势
2020/11/6
人员域 财务域 物资域 项目域 电网域 资产域 客户域 市场域 安全域 综合域
S G0２- C I M 4 . 0 - 元 素 周 期 表
SG-CIM4.0
SG-CIM4.0设计成果可以用元素周期表直观展示，包括人员、财务、物资、资产、电网、项目、客户、市场、 安全、综合10个一级主题域，85个二级主题域，逻辑模型包含3848个实体、70525个属性，物理模型包含4814张 表、141077个字段。与SG-CIM3.0相比，增加了1857个实体（增加93%）、41384个实体（增加142%），表和字段 为4.0新增内容。
CIM-E电网物理模型描述与交换规范(试行)
CIM-E电网物理模型描述与交换规范(试行)附件2：CIM/E电网物理模型描述与交换规范（试行）1范围本方案适用于国家电网公司范围内调度机构，包括国调、各网调、省（市）调和地调。
电网模型数据拼接内容包括静态电网模型、设备参数、设备连接关系以及实时通信数据索引表。
2参考文件●DL/T 890.301-2004/IEC61970-301:2003 能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第301篇：公共信息模型(CIM)基础●Q/GDW 215-2008 电力系统数据标记语言―E语言规范●Q/GDW 216-2008 电网运行数据交换规范●Q/GDW 137－2006 电力系统分析计算用的电网设备参数和运行数据规范●电网设备通用模型命名规范（试行）3总体要求电网模型参数、运行数据原则上按照调度隶属关系进行源端维护，即省（市）调维护220kV电网模型参数，国调、网调维护500kV 以上电网模型参数，省（市）调以周期或变化传送方式，及时将最新220kV电网模型参数上传网调，网调结合500kV模型，进行模型拼接，形成完整的全网220kV以上电网模型，导入调度自动化系统，并下发省（市）调。
同时，国调和三华网调对各网调的导出模型文件进行拼接入库。
各电网调度中心同时维护本系统内电网设备模型对应的实时运行数据通信索引表，自动生成，减少维护工作量。
3.1电网模型拼接根据电网调度管辖权，具体边界可视情况确定。
边界设备一般定义为变压器或者交流线段3.2模型格式调度中心之间的模型交互采用CIM/E语言格式文件。
在交互过程中建议采用全模型，也可采用增量模型方式，如采用增量模型，需加强安全措施，确保每次增量模型正确，防止一次增量模型丢失造成模型混乱无法补救。
3.3设备命名各级调度中心需按《电网设备通用模型命名规范（试行）》，对各类设备进行规范化命名，老系统不支持规范命名的，导出模型时需进行名称转换，形成含路径的全名，设备全路径名为系统内唯一标识。
CIM+电网模型
CIM模型
总结继续…… 线路（Wires）模型
– 展示设备实体 – Core 和 Topology 包的扩展 – 气特性的信息模型 – 广义的电线模型包含更多。。。
CIM模型
总结继续…… 量测（Meas）模型
– 包含描述各应用之间交换的动态测量数据的实 体。
CIM模型
如果想了解更多，可以 使用EA查看CIM14 关于电网部分可以阅读文档：
– 《CIM如何表达电网模型》
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
讨论时间
谢谢！
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
CIM模型
CIM拓扑模型 树状结构的拓扑电网 -一条主线多条支线（扩散性结构） -如图（GIS图） 目前在广州是没有合环供电
在EA中展示
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
CIM模型
总结： 核心（Core）模型
– PowerSystemResource（电力系统资源 ） – ConductingEquipment（导电设备） – 不依赖于任何其他的包 – 大部分都具有依赖于本包的关联和普遍化
CIM模型
总结继续…… 拓扑（Topology）模型
– 建立连接性（Connectivity）的模型（物理定义） – 拓扑是设备怎样通过闭合开关连接在一起（逻 辑定义） – 拓扑的定义与其它的电气特性无关
CIM标准
国际电工技术委员会（International Electro Technical Commission（IEC）） IEC61970 标准 关于电网运行的，如：电网模型，停电 IEC61968 标准 其他电力相关，工程客户，表计，资产等
CIM介绍(变电)
•
物理设备则是从物理特性划分的单个技术对 象，如某规格型号的变压器、开关等。 功能位置和物理设备都是需要维护的对象。
•
#1主变间隔 #1主变变高 #1主变变低 #1主变变中 #1主变压器 主变压器(XXX) 调压开关 调压开关本体
功能位置 物理设备
设备部件
在线净油装置
瓦斯继电器 压力释放阀
CIM讨论历程及成果
生产MIS实现的CIM模型
要点
• • • • • • • • • 变电站排序 新增、修改、删除区域和功能位置 新增、修改、删除、级联主设备 设备型号、厂家的维护 新增、修改、删除子设备 二次屏柜的录入与级联 复制功能及技术参数模版 状态变更及转移 设备查询、统计介绍
谢谢！
运行在这些网架结构节点上的物理实体。
– 如果把PSR作为电网中的一项特定的功能
角色，那么 Asset 就是履行这些功能的对象， 是这些功能的载体。
– 如果把系统中的功能位置等同于PSR，那
么系统中的物理设备就是Asset 。
• 功能位置是按照功能、技术体系和空间为原则 进行划分的结构化组件，如变电站, 间隔, #1主 变压器等。
• 根本原因是各个厂商开发的信息系统是 不开放的：信息模型是专有的，访问信 息的机制也是专有的。 • 解决上述问题的方案是采用公共信息模 型为基础来构建信息系统。
CIM是什么？
• 公共信息模型的定义
– The Common Information Model (CIM) is an abstract model that represents all the major objects in an electric utility enterprise typically involved in utility operations. --IEC61970 301 – 公共信息模型(CIM)是一个抽象模型，它描述电力 企业的所有主要对象，特别是那些与电力运行有关 的对象。
电力系统cim模型及其建模技术
鞋塑盥．电力系统C I M模型及其建模技术苏伟平(广东电网公司深圳供电局工程部，广东深圳518001)脯要】C I M模型有助于电力系统解决异构环境下的数据集成问题。
本文简述了C I M模型体系，并对其U M L建模语言和xM L实现方法进行了阐述和分析jD蝴】电力系统；CIM模型；U M L建摸；X M L异构环境下，电网公司往往使用不同格式存储数据，如资产管理和运行调度数据、电网拓扑和控制系统数据、仿真软件产生的静态文件等。
这需要在不同应用系统之间交换和共享数据。
当应用集成数量增加时，相应互操作复杂性呈现指数增长，因此需要采取电力系统各领域数据交换的有关技术简化这一复杂性，并实现系统间数据的交换和共享，最终支撑智能电网g-件-F电力系统应用的总体集成。
公共信息模型是I E C61970—302和I EC61968一”标准共同提供的，是由E PR I(美国电科院)研究提出的，与语言无关，定义了电力系统部件类及其关系，以简化软件应用之间的互操作性。
前者是侧重于从电力系统角度描述电力系统各组成部分及其相互关系的语义模型。
后者则在此基础上覆盖电力系统运行和管理等系统软件数据，如资产跟踪、运行调度和客户支持等。
它们共同构成电力系统C I M模型，并用于电力系统网络数据交换。
1电力系统的数据存储和访问传统E，EM S能量管理系统和资产管理系统等电力系统应用都采用数据库定义数据存储结构，并常采用定制方式反映实际数据管理需求。
而执行负荷潮流分析、容错分析t i5真的离线应用或实时应用系统则往往采用厂商自定义的文件格式。
—般，电力系统应用之间要实现共享和交换数据，可以采取以下方式：以多个格式维护统一数据的多个拷贝；以与各软件兼容的格式存储数据；以高度精细定义的格式存储数据，并开发软件将改格式转换为目标格式。
使用高度精细化的格式，与每一应用兼容，且标准格式包含了电力系统需要的基本数据，同时也支持不影响标准数据格式前提下的其它自定义数据。
CIM模型在电力主配网拼接中的应用与研究
CIM模型在电力主配网拼接中的应用与研究摘要：随着我国经济的不断发展，电力系统也逐渐完善，电气自动化进程的步伐也逐渐加快，我国的电能输送管网，相比于传统的分散式管网来说，已经有了很明显的进步，但是在信息的共享与资源的合理应用上仍然存在着发展空间，本文将CIM模型合理运用到电力主配网中，希望可以对电网改良有一个有效的借鉴。
关键词：CIM模型；电力主配网；拼接应用引言：CIM模型是基于一个抽象的概念，建立起来的多维度模型，它在电力系统中的使用较为广泛，可以涵盖多个对象，并揭示了各个对象之间存在的关系。
CIM模型还起到一个中心系统的作用，把对象合理化思想与电力主配网相结合，本文就针对与CIM模型展开讨论，全面而系统的介绍了CIM及电力主配网。
一、概论及现状随着我国经济的日益发展，人民对于物质文化的需求逐渐与生产力之间出现了矛盾。
我们为了克服这种矛盾，便一直在进行着全面而系统的电力管网改革。
电能作为国民经济发展的基本能源，对其管网的规划也是民生的基础问题之一，近年来，我国将CIM模型合理的运用到电力管网之中，并取得了不小的成效。
电力系统一共有多个构成要素，输入电网、输出电网、变压器，继电器等，这类原件通过相互连接，共同配合，完成电力系统的输送工作[1]。
因为如今智能电网的普及，所以电力系统的网络结构的密集程度较高，建模的难度也较高，例如对其内部接线方式的建模就有多个种类。
另外，如果内部网络的内容过于丰富，不仅对电网维护等工作量会增加，模型也会十分复杂，但如果模型建设太简单，又会出现单薄无力，对实际的维护工作无帮助的问题。
所以合理有效地完成CIM模型在电力管网拼接模型中的建立，是需要进行大量的前期工作铺垫的。
二、CIM概论CIM是一种常见的建模方式，它类似于一个中心系统，把所有的内容都可以涵盖在内，对其各部分的关系也可以分析明确，它的一个部分又可以拆解为不同的其他部分，然后用一种特定的方式，来直观的解释这类部分[2]。
一种基于电网CIM模型的调度自动化报表 系统的设计与应用
2.1普洱数据中心定义
普洱数据中心集中电网生产各系统数据，深度挖掘电网生产数据，制定电网生产数据各类报表，电网数据分析的各种图形，服务于电网的生产、营销和规划应用。实现地调全景模型的构建和业务数据的整合，并实现与省调数据中心全景模型和部分业务数据的实时同步。
2.2普洱调度自动化报表系统应用
报表系统稳定性
调度报表是生产第一线的应用模块，系统稳定性是重中之重，在保障硬件稳定性同时，在软件方面也采用目前主流的集群及分布式部署技术，保障系统的7*24稳定运行。
高效性
通过该系统报表制作人员可以轻松的完成一张报表制作与报表生成，同时采用自动化采集数据，实现自定义计算公式定时按照计算公式生成数据，公式透明及可维护。减轻报表制作人员、数据填报人员、数据审核人员工作负担，提高夜间值班人员办公效率，提升自动化管理水平，同时为相关领导决策管理提供辅助决策的技术支持手段和依据。
调度自动化报表系统率先在普洱供电局进行试点建设，在普洱地区10个县（区）通过自动化形式制作和管理报表的技术支持并以CIM为基础，完成40多张调度、方式等各专业应用报表建设，其中包含日报、周报、月报、年报。
报表系统以CIM模型为基础，实现对普洱地调全景模型的管理，坚持按照南网CIM模型规范进行普洱地区10县区模型构建，使电力系统中的资源对象都由其对应的属性唯一确定，编码信息作为对象的属性值，这样设计出合理的编码，就可确定其所对应的资源对象。
调度自动化报表系统始终以智能为原则：
报表易用性
报表制作过程简单易操作，只要对相关业务人员进行培训即可完成报表制作。调度自动化报表系统采用Swing、JSTL为可视化界面核心技术，操作简单为目标，实现报表模板可任意定制，拖拖拽拽即可完成报表制作。
西北电网电网公司公司统一信息模型(SGCIM3
国家电网公司统一信息模型（SG-CIM3.0）说明书电网域分册2016年12月目录1概述 (4)2二级主题域清单 (4)3运行限制 (5)3.1类的清单 (5)3.1.1GridEffectFac/停电影响设备 (5)3.1.2GridGenUnitOp/机组启停记录 (6)3.1.3GridLoadShedRecord/拉限电记录 (6)3.1.4GridNoptermtype/配网调度操作票操作术语类别 (6)3.1.5Outage/停电 (7)3.1.6OutageColl/区域停电收集信息 (8)3.1.7OutagePlan/区域停电计划 (10)3.1.8PowerReco/复电信息 (10)3.1.9RegionOutage/区域停电信息 (11)4电网拓扑 (13)4.1类的清单 (13)4.1.1Junc/接合点 (13)4.1.2Port/登录端口 (13)4.1.3TopologicalNode/拓扑节点 (14)4.1.4TopologicalIsland/拓扑岛 (14)5发电 (14)5.1类的清单 (15)5.1.1GridFuelSupply/燃料供应 (15)5.1.2GridFuleStorageSchedule/燃料存量计划 (15)5.1.3unPlanStopInfo/非计划停运信息 (16)6量测 (16)6.1类的清单 (17)6.1.1Measurement/量测 (17)6.1.2Analog/模拟量量测 (18)6.1.3Discrete/离散量量测 (19)6.1.4MeasurementValue/量测值 (19)7控制区域 (19)7.1类的清单 (20)7.1.1ControlArea/控制区域 (20)7.1.2ControlAreaGeneratingUnit/控制区域发电机组 (21)7.1.3TieFlow/关口潮流 (21)8状态变量 (21)8.1类的清单 (22)8.1.1GridAccidentAlarm/事故告警 (22)8.1.2GridAlarm/告警 (22)8.1.3GridAssetOperateAlarm/设备操作告警 (23)8.1.4GridCapaLoadRatio/容载比 (23)8.1.5GridCardOperateAlarm/置牌操作告警 (23)8.1.6GridConAlarm/稳定监控告警 (24)8.1.7GridConOperateAlarm/控制操作告警 (24)8.1.8GridEnergyCurve/电量曲线 (24)8.1.9GridLoadCurve/负荷曲线 (25)8.1.10GridLoadStatics/负荷统计 (25)8.1.11GridMeasurementStencil/量测模版 (25)8.1.12GridOperateAlarm/操作告警 (25)8.1.13GridRemoteMeasureAlarm/遥测越限告警 (26)8.1.14GridRemoteMeasureOpAlarm/遥测操作告警 (26)8.1.15GridRemoteSignalAlarm/遥信变位告警 (26)8.1.16GridRemoteSignalOpAlarm/遥信操作告警 (27)8.1.17GridSection/断面 (27)8.1.18GridSectionAlarm/断面告警 (27)8.1.19GridSoeAlarm/SOE告警 (28)8.1.20GridTieLine/跨区联络线 (28)8.1.21GridTiePointMeter/关口表 (28)8.1.22GridVoltageQulifiedRate/电压合格率 (29)9线损 (29)9.1类的清单 (30)9.1.1CstRTg/线损 (30)9.1.2EquZxglCbbmxxb/承包部门信息表 (31)9.1.3EquZxglDxxsalb/典型线损案例 (31)9.1.4EquZxglRxssjb/日线损数据表 (32)9.1.5EquZxglSjqsxqxxb/数据缺失消缺信息表 (33)9.1.6EquZxglSjqsxxb/数据缺失信息表 (33)9.1.7EquZxglTqbdtjfdb/台区比对统计分段表 (34)9.1.8EquZxglTqbdtjxxb/台区比对统计信息表 (35)9.1.9EquZxglTqxsfxxxb/台区线损分析信息表 (35)9.1.10EquZxglXlxshlltjfdb/线路线损合理率统计分段表 (36)9.1.11EquZxglXlxshlltjxxb/线路线损合理率统计信息表 (36)9.1.12EquZxglXlxsjxhfxxxb/线路线损精细化分析信息表 (37)9.1.13EquZxglXlxstjfdb/线路线损统计分段表 (38)9.1.14EquZxglXscbrxxb/线损承包人信息表 (39)9.1.15EquZxglXsdxfzb/线损对象分组表 (39)9.1.16EquZxglXsdxxxb/线损对象信息表 (40)9.1.17EquZxglXsjsgsxxb/线损计算公式信息表 (41)9.1.18EquZxglXsjsgzb/线损计算规则表 (42)9.1.19EquZxglXsjtjsgsxxb/线损静态计算公式信息表 (43)9.1.20EquZxglXsxlzxbdtjxxb/线路线损专线比对统计信息表 (43)9.1.21EquZxglXsyyzxxb/线损营业站信息表 (44)9.1.22EquZxglXxlqddyb/线损率区段定义表 (44)9.1.23EquZxglXxlszxxb/线损率设置信息表 (45)9.1.24EquZxglYdxssjb/月度线损数据表 (46)9.1.25GridChkUnit/考核单元 (46)9.1.26GridChkunitPq/考核单元电量 (47)9.1.27GridIoMp/流入流出计量点 (48)9.1.28GridTgPq/台区电量 (49)9.1.29LineEnergy/线路电量 (50)1 概述图表1显示电网。
CIM
13:56
19
SCADA （监视控制及数据采集） 包
包含了用于SCADA的建模信息的实体。
监视控制支持操作员对设备控制，如合断一个开关，
数据采集则从不同数据源采集遥测数据
13:56
20
继承
CIM类和关系
PowerSystemResource (from Core)
13:56
5
CIM划分为一组包。 IEC 61970-301 — 核心包（Core） — 域包（Domain） — 发电包（Generation） — 发电动态包（Generation Dynamics） — 负荷模型包（LoadModel） — 量测包（Meas） — 停运包（Outage） — 生产包（Production） — 保护包（Protection） — 拓扑包（Topology） — 电线包（Wires）
13:56 9
拓扑包 (Topology)
这个包是Core包的扩展 它与 Terminal 类一起建立连接性（ Connectivity ）的 模型（连接性是设备怎样连接在一起的物理定义）。
另外，它还建立了拓扑（ Topology ）的模型，拓扑是
设备怎样通过闭合开关连接在一起的逻辑定义。拓扑定 义与其它的电气特性无关。
25
模型和包容模型
CIM模型的概念和例子
13:56
26
几个关键的类 连接节点类 (ConnectivityNode)
连接节点是这样的一些点，在这些点上导电设备 的端点通过零阻抗连接在一起。 拓扑岛类 (TopologicalIsland) 网络的一个电气连接的子集。拓扑岛会随着当前网络 状态的变化（即隔离开关、断路器等改变状态）而变化。 拓扑节点类 (TopologicalNode) 在当前网络状态下通过闭合的开关连接在一起的一组 连接节点。拓扑节点能够随着当前网络状态的变化（即 开关、断路器等改变状态）而变化。
电网通用模型描述规范(CIM-E语言) 征求意见稿
BaseVoltage,ControlArea,Substation,VoltageLevel,Node, Island,SynchronousMachine, ACLineSegment,ACLineDot, Load,PowerTransformer,TransformerWinding,TapChangerType,ShuntCompensator。
Fig.1CIM_E文件基本结构
在CIM_E标签之内，包括CIM_E版本和电网名称或项目名称。CIM_E现在的版本为1.0。
CIM_E对于英文字母的大小写敏感。CIM_E文件通过规范文本中每行第一个或前两个有效字符，提高描述和处理的效率。
CIM_E有两种方式定义类块，一种是横向表结构，另一种是纵向表结构。
IEC 61970-1, EMSAPI – Part 1: Guidelines and General Requirements
IEC 61970-2, EMSAPI – Part 2: Glossary
IEC 61970-301, EMSAPI – Part301:Common Information Model (CIM) - Base
IEC 61970-452, EMSAPI – Part452:CIM Static Transmission network model profile
IEC 61970-456, EMSAPI – Part456:SolvedPowerSystemStateInterface
IEC 61970-552, EMSAPI – Part552:CIMXMLModel Exchange Format
3
序号
符号
电力系统一次设备与CIM模型
齐文斌
2013.11
目录
电力系统概述 电力系统模型 模型的基本属性
字段 线路模型 开关设备模型 变压器模型
发电机模型
负荷设备模型
物理母线模型
拓扑模型
量测关联
CIM及SVG数据交 换
CSGC3000/WAMS工程 实现
1 电力系统概述
电网调度
5 CIM-12开关设备模型
Switch Jumper Fuse Breaker Disconnector LoadBreakSwitch GroundDisconnector
2 公共信息模型CIM
• CIM(Common Information Model)描述了 电力企业的所有主要对象，特别是那些与电力 运行有关的对象。通过提供一种用对象类和属 性及它们之间的关系来表示电力系统资源的标 准方法。
• CIM是电网模型的定义。 • CIM是IEC 61970的基础与核心 • CIM是可以扩展的
应用服务器
数据采集和传输
RTU
RTU
RTU
发电
输电
变电
配电
用电
1.1 电力系统
发电厂
变电所
水轮机 发电机 升压变压器
水库
G~
输电线路
变电所 降压变压器
用户 用电设备
电力网 电力系统 动力系统
M~ M~
1.2 电力系统
电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体 。 电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类
串联.
3.3 属性例子
Name: 5011开关间隔 AliasName:5215线路开关间隔 PathName :国网.三峡厂.500kV.5011开
sg-cim标准
sg-cim标准
SG-CIM（Smart Grid Common Information Model）是智能电网公共信息模型的缩写，是一个用于管理智能电网数据和信息交换的标准。
SG-CIM定义了一套统一的数据模型和数据交换规范，以便各个组织和系统能够共享、整合和交换智能电网相关的数据和信息。
SG-CIM标准的目标是促进智能电网各个组件之间的互操作性和协作性，实现智能电网数据的一致性和集成性。
它通过定义一套共享模型和规范，帮助不同厂商和系统将各自的数据整合到一个统一的数据模型中，从而实现系统之间的数据交换和集成。
SG-CIM标准基于现有的CIM（Common Information Model）标准，并针对智能电网特定的需求和应用进行了扩展和调整。
它包括了电网组件、设备、资源、通信、控制和管理等各个方面的数据模型和交换规范。
SG-CIM标准的应用范围非常广泛，包括传输和配电网的管理和优化、能源市场和交易、智能电网设备和系统管理等。
它为智能电网的建设和运行提供了一套共同的基础和标准，促进了智能电网的发展和应用。
基于IEC61970 CIM模型的
0引言针对电力系统物理特性而建立的电力系统数学模型，是我们对电力系统进行分析的基础。
同样对电力系统监控的自动化系统及对其进行管理的信息系统也需要从电力系统现实模型进行抽象，从而建立系统的信息模型。
国际电工委员会IEC TC57在面向对象分析方法的基础上，通过面积对象的工具提出了电力系统公共信息模型CIM ，使得电力应用的信息交换与共享有了公共参考的模型，使能量管理系统(EMS)的应用软件组件化及开放化，能互联互通与即插即用，保护用户资源和降低系统集成成本。
1公共信息模型CIM国际电工技术委员会定义的两个标准IEC61968和IEC61970分别描述了配电管理系统和能量管理系统的应用程序接口。
两个系列标准共同定义了一种电力系统通用信息模型CIM 。
CIM 是IEC61970系列标准的一个重要组成部分[2-3]，它是一个抽象模型，覆盖了电力企业运行中通常涉及的所有主要对象。
通过提供的一种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。
1.1CIM 的类以及类之间的关系类是对现实世界中对象的描述，类具有一定的属性，每一属性用类型来加以识别。
CIM 类之间具有下列三种关系：（1）一般化/具体化：较普遍的类与一个较具体的类之间的一种关系，较具体的类只需包含附加的信息。
（2）简单关联：关联是层次相当的类与类之间的一种概念上的联系。
每一种关联都有两个角色，每一个角色表示了关联中的一种方向，表示目标类和源类的关系。
每个角色还带有基数，用来表示有多少对象可以参加到给定的关系中。
（3）聚集关系：表明类与类之间的关系是一种整体-部分关系，整体类由部分类“构成”或“包含”部分类，而部分类是整体类的“一部分”。
CIM 是用UML 文档化了的一系列类图，这种定义CIM 的方法，使得实现者不必限制在某种技术的范围之内。
1.2CIM 的UML 描述UML 是OMG 提出的标准对象建模语言，它通过定义多种图形模型元素来描述系统分析和设计的结果，它主要针对大型的、复杂的系统建模。
IEC 61970 CIM电网模型研究
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，是所有电网应用的基础，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模型包括的范围很广，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模型正是在此基础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，见下图：一个电网公司一般由几个地区电网构成。
例如云南电网公司就可以分为昆明电网、曲靖电网等若干个区域电网。
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，线路一般会分为若干个线路段。
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电网模型基本保持一致，使用了地理区域、变电站、设备等模型对电网进行建模，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。
CIME电网物理模型描述与交换规范试行
附件2：CIM/E电网物理模型描述与交换规范（试行）1范围本方案适用于国家电网公司范围内调度机构，包括国调、各网调、省（市）调和地调。
电网模型数据拼接内容包括静态电网模型、设备参数、设备连接关系以及实时通信数据索引表。
2参考文件●DL/T890.301-2004/IEC61970-301:2003能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第301篇：公共信息模型(CIM)基础●Q/GDW215-2008电力系统数据标记语言―E语言规范●Q/GDW216-2008电网运行数据交换规范●Q/GDW137－2006电力系统分析计算用的电网设备参数和运行数据规范●电网设备通用模型命名规范（试行）3总体要求电网模型参数、运行数据原则上按照调度隶属关系进行源端维护，即省（市）调维护220kV电网模型参数，国调、网调维护500kV以上电网模型参数，省（市）调以周期或变化传送方式，及时将最新220kV电网模型参数上传网调，网调结合500kV模型，进行模型拼接，形成完整的全网220kV以上电网模型，导入调度自动化系统，并下发省（市）调。
同时，国调和三华网调对各网调的导出模型文件进行拼接入库。
各电网调度中心同时维护本系统内电网设备模型对应的实时运行数据通信索引表，自动生成，减少维护工作量。
3.1电网模型拼接根据电网调度管辖权，具体边界可视情况确定。
边界设备一般定义为变压器或者交流线段3.2模型格式调度中心之间的模型交互采用CIM/E语言格式文件。
在交互过程中建议采用全模型，也可采用增量模型方式，如采用增量模型，需加强安全措施，确保每次增量模型正确，防止一次增量模型丢失造成模型混乱无法补救。
3.3设备命名各级调度中心需按《电网设备通用模型命名规范（试行）》，对各类设备进行规范化命名，老系统不支持规范命名的，导出模型时需进行名称转换，形成含路径的全名，设备全路径名为系统内唯一标识。
3.4模型的拆分与拼接接收地调模型后，应可根据边界定义规则对地调模型进行裁剪，如110kV 以下、地刀等，具体规则根据省（市）上传模型情况以及应用需求讨论决定。
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版本介绍 iec61970cim14v12 iec61968cim10v25
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
CIM的表达方式
包于包的关系在CIM中只使用了依赖关系。
CIM 电网相关模型
by 郑灶贤
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
电网简介
发电 输电
用电
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
– 标准类，枚举类，关联类 关联关系（6种）
标准关联，递归关联，约束关联，复合集合关联，基 本泛化关联
了解更多请阅读：《如何解读CIM类图》
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
CIM模型
CIM核心模型 在EA中展现
CIM标准
国际电工技术委员会（International Electro Technical Commission（IEC）） IEC61970 标准 关于电网运行的，如：电网模型，停电 IEC61968 标准 其他电力相关，工程客户，表计，资产等
CIM标准
公共信息模型(Common Information Model, CIM)
CIM模型
CIM线路模型
– 一次设备 电气属性（功能位置） 在EA中展示
– 线路模型 线路在模型如何表示（功能位置） 在EA中展示
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
CIM模型
CIM量测模型
在EA中展示
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
CIM模型
CIM拓扑模型 树状结构的拓扑电网 -一条主线多条支线（扩散性结构） -如图（GIS图） 目前在广州是没有合环供电
在EA中展示
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
– 《CIM如何表达电网模型》
内容：
电网简介 CIM标准 CIM的表达方式 CIM核心模型 CIM拓扑模型 CIM线路模型 CIM量测模型 讨论时间
讨论时间
谢谢！
CIM模型
总结继续…… 线路（Wires）模型
– 展示设备实体 – Core 和 Topology 包的扩展 – 气特性的信息模型 – 广义的电线模型包含更多。。。
CIM模型
总结继续…… 量测（Meas）模型
– 包含描述各应用之间交换的动态测量数据的实 体。
CIM模型
如果想了解更多，可以 使用EA查看CIM14 关于电网部分可以阅读文档：
CIM模型
总结： 核心（Core）模型
– PowerSystemResource（电力系统资源 ） – ConductingEquipment（导电设备） – 不依赖于任何其他的包 – 大部分都具有依赖于本包的关联和普遍化
CIM模型
总结继续…… 拓扑（Topology）模型
– 建立连接性（Connectivity）的模型（物理定义） – 拓扑是设备怎样通过闭合开关连接在一起（逻 辑定义） – 拓扑的定义与其它的电气特性无关
CIM的表达方式
标准类
CIM的表达方式
枚举类
CIM的表达方式
关联类
CIM的表达方式
标准关联关系
CIM的表达方式
CIM的表达方式
复合聚合关系
CIM的表达方式
基本泛化关系
CIM的表达方式
《Informative》依赖关系
CIM的表达方式
总结
类 （3种）