公共信息模型CIM..
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• IEC 的目标是就电工与电子领域内有关的各种标准化问题 促成国际间的合作。为了这个目的及其它目的，IEC 发布 国际标准， 技术规范，技术报告和导则（统称为IEC 出版 物）。其准备工作被委托给各技术委员会。任何对相关问 题感兴趣的IEC 国家委员会都可以参与此项准备工作。与 IEC 有联系的国际的、政府的和非政府的组织也可参与此 项准备工作。IEC 依照与国际标准化组织（ISO）之间达成 协议的条款，与ISO 紧密合作。
EMS系统
• EMS系统是为电力系统控制中心提供数据采集、监视、控 制和优化，以及为电力市场提供交易计划安全分析服务的 计算机软硬件系统的总称。
• 它包括为上层电力应用提供服务的支撑软件平台和为发电 和输电设备安全监视和控制、经济运行提供支持的电力应 用软件，其目的是用最小成本保证电网的供电安全性
XML
• XML的优点 – 可扩展性极好，允许用户建立适 合自己需要的标记集合，并且这 些标记可以迅速地投入使用； – 自我描述性质能够很好地表现许 多复杂的数据关系，提供了描述 结构化的复杂数据的能力。
CIM基础介绍
• 1.CIM概念定义 • 2.CIM规范简介
➢ CIM包 ➢ CIM类和关系 ➢ 模型转化简例 ➢ CIM模型特点
信息集成的必要性
• 尽管目前绝大多数能量管理系统(EMS)，配网网管理系统 (DMS)等运行在通用的计算机硬件平台上，基于标准的通用 操作系统．但是这些系统仍然基于专有的数据库。
• 各厂商的数据库定义格式和数据字典被视为商业机密，每 一家都采用了不同的数据库格式，但实际上它们表达的是 基本相同的信息。应用系统的专有数据库大都仅仅针对各 自系统的功能和特性要求进行设计和开发，用户只能按照 开发者预先定义的数据模式和结构输入数据。系统厂商有 时可以提供从其他系统输入数据的功能，但是很少为其他 系统提供深入的、完整的信息。
• 最初的模型包括了描述电力系统各种导电设备的对象，例 如电抗器、电容、开关、负荷、线路、母线、变压器和发 电机等。
• 1995年6月一个新版本的CIM模型正式发布。这个版本增加 了描述公司、区域、交易、断面和联络线等内容的对象， 用于支持交换计划、机组组合、交易评估、经济调度、交 易代理等应用。
CIM建模方法
接地类
GroundDisconnector
接地刀闸类
Line
线路类
LoadBreakSwitch
负荷开关类
PowerTransformer
电力变压器类
Switch
开关类
SynchronousMachine 同步电机类
TapChanger
分接头调节器类
TransformerWinding
变压器绕组类
• 在没有通用的数据接口的情况下，N个应用所需要的数据接 口转换程序数量为N·(N-1)／2。
• 随着应用系统数量的增加，这样做的成本很高，管理维护 困难，不能灵活地实现各个应用问的互操作，不能充分有 效地保护在各个应用中已有的投资。
解决方案
• 建立一个标准的、开放的电力系统信息 模型，并提供通用的数据接口，支持应 用功能的“即插即用”。
• 最初的CIM模型的描述是基于关系数据库的，采用传 统的实体．关系图(ER图)来表达内部结构。
• 从第7版开始，CIM模型改用通用建模语言(UML)来描 述，将传统的实体．关系图(ER图)映射为完全的面向 对象(Object．Oritent)的表达方式，采用Rational ROSE CASE工具来维护，采用Rmional SODA作为文 档生成维护工具。
ConnectivityNode
连接节点类
TopologicalIsland.
拓扑岛类
TopologicalNode
拓扑节点类
连接节点类 ConnectivityNode
• 连接节点是这样一些点，在这些点上导电设备的 端点通过零阻抗连接在一起。
属性 Naming.aliasName Naming.descript ion Naming.name
4、IEC 61968 ●资产（Assets） ●用户（Consumer） ●核心2（Core2） ●配电（Distribution） ●文件（Documentation）
CIM包中的常用包
核心包(core)
BasePower
基准功率类
BaseVoltage
基准电压类
ConductingEquipment
专有数据库造成的问题
• 专有数据库限制了第三方的访问，使其很难在现有系 统上开发新的应用，或是将第三方软件集成进已有的 系统。
• 如果要在已有的系统上作较大的升级或改动，只能由 原来的开发商进行，或是用户自己完成。这给用户造 成升级和移植的不便，极大地增加了开发和维护的费 用，甚至会导致系统重新设计开发的灾难性后果。通 常情况下，只能由用户来承担所有的成本
导电设备类
Equipment
设备类
EquipmentContainer
设备容器类
PowerSystemResource 电力系统资源类
SubControlArea
子控制区类
Substation
变电站类
Terminal
端点类
VoltageLevel
电压等级类
CIM包中的常用包
拓扑包（topology）
1、IEC 61970 Part 30I ●核心包(Core) ●域包(Domain) ●发电包(Generation) ●负荷模型包(LoadModel) ●量测包(Meas) ●停运包(Outage) ●保护包(Protection) ●拓扑包(Topology) ●电线包(Wires)
CIM包
数据建模
• 在软件系统开发设计时，需要对电力系统在应用中建 模，如何描述电力系统取决于各个不同的应用。
• 目前EMS／DMS／TMS／TMR等软件系统通常包括许 多不同的模块，各个模块仅分析电力系统运行的一个 方面，可能需要不同格式的数据输入。
• 当应用要求发展时，所设计的数据结构可能要做频繁 的更改，一些基础的修改可能会扩散到所有开发的模 块。
1.CIM概念定义
• 公共信息模型是一个抽象模型，它表示 包含在企业运行中的电力企业的所有主 要对象。
• 提供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。
• CIM 方便了实现不同卖方独立开发的管 理系统应用的集成，例如配电管理系统 DMS，能量管理系统EMS。
CIM
• CIM的最初版本提供了基本完整的电力系统对象(实体)、属 性和关系的模型表达，用于支持调度员模拟培训(OTS)、调 度员潮流(DPF)、状念估计(sE)、最优潮流(OPF)、安全分 析(CA)等EMS应用功能。
IEC
• IEC 就技术方面的正式决定或协议尽可能地表达了相关主 题的国际一致观点， 因为每个技术委员会都有来自所有感 兴趣的IEC 国家委员会的代表。
IEC61970标准
• 国际电工委员会（IEC）第57 分会（电力系统控制与相关通信）
第13 工作组制定了IEC61970 系列标准，这是一套能量管理系统应 用程序接口（EMS API）的国际标准。
• 对于电力系统而言，急需制定应用系统接口层 面的标准
CIM发展历程
1993年，美国电力科学研究院（EPRI）启动了“控制 中心应用接口”（Control Center Application Program Interface， CCAPI）研究项目。
1995年3月第一份CIM规范被提出，CIM模型技术规 范的制定由来自EMS厂商和EMS软件开发商的专家 完成，采用了EPRI的操作员培训模拟系统(OTS)为 基础。
公共信息模型CIM
华南理工大学电力学院 荆朝霞
2010.04.09
内容概要
1
CIM的研究背景
2
CIM基础介绍
3 基于CIM的数据库建库
1.CIM的研究背景
必要性
➢ 信息共享和集成的需 求
应用系统 千差万别
供应商 不同
数据模型不同 应用接口不同 开发平台不同
公共 信息 模型
实现
发展历程
应用功能 即插即用
发展历程
1995年6月，经过Incremental Systems公司、Power Data公 司、Macro公司和Southern CompanyServices公司的共同努 力，一个新版本的CIM模型正式发布。
1996年国际电工委员会第57技术委员会EMS-API工作 组，开始与EPRI紧密合作，在CCAPI项目基础上启动 IEC-EMS-API项目，使CCAPI项目的研究成果符合国 际标准的规范。
• “即插即用”应用定义为以最小代价和无任何 代码改动就可以安装在系统中的一套软件。
标准化
• 在90年代中期，标准化的概念已经被业界广泛 认可，在操作系统层面有POSIX标准，在通讯 层面有Ethemet、TCP／IP、ICCP标准，在用 户接口方面有Motif／X Windows等标准，在数 据库访问方面有SQL2。
• 3.CIM/XML语言
➢ 可扩展标记语言（XML） ➢ 资源描述框架（RDF Schema) ➢ CIM/XML文档
财务报 包
发电包
生产包
能量计
CIM
发电动
划包
态包
负荷预 测包
量测包
域包
核心包
拓扑包
电线包
CIM
负荷模
型包
停运包
量测包
2.CIM规范简介
CIM包
完整的CIM模型包括以下包，分别在几个不同的标准 中定义：
断路器类
BusbarSection
母线段类
Compensator
复合开关类
Conductor
导线类
ConductorType
导线类型
DCLineSegment
直流线路段类
Disconnector
刀闸类
EnergyConsumer
能量用户类
Fuse
熔断器类
CIM包中的常用包
电线包（Wires）
Grouபைடு நூலகம்d
内容概要
1
CIM的研究背景
2
CIM基础介绍
3 基于CIM的数据库建库
CIM基础介绍
• 1.CIM概念定义 • 2.CIM规范简介
➢ CIM包 ➢ CIM类和关系 ➢ 模型转化简例 ➢ CIM模型特点
• 3.CIM/XML语言
➢ 可扩展标记语言（XML） ➢ 资源描述框架（RDF Schema) ➢ CIM/XML文档
CIM建模方法
• CIM模型只是一个抽象的模型，它既未定义模 型数据库的规范，也未定义数据交换的格式。 在工程应用中，需要对CIM模型的实现方式作 出明确、可行的规定。
XML
• XML(eXtensible Markup Language，可扩展 标记语a-)规范是由世界因特网联盟于1998年2 月发布的一种互联网上交换和表达数据的标准 – 它是一套定义语义标记的规则。它以～种开 放的自我描述方式定义了数据结构， – 在描述数据内容的同时能突出对结构的描述 ，从而体现出数据之间的关系
2、IEC 61970 Part 302 ●能量计划包(Energy Scheduling) ●财务包(Financial) ●备用包(Reservation) 3、IEC 61970 Part 303 ●SCADA包（Supervisory Control And Data Acquisition）
• 对于大型软件系统这种建模方法会导致灾难性的后果 ，系统变得难以管理和维护．必须重新设计。
数据接口
• 为了满足特殊的需要，不同的功能由许多不同类型的计算 机系统和应用软件来执行，而这些系统和应用软件很少有 被设计成能够彼此交换信息的。
• 通常每个系统的数据格式／应用接口都是不同的，每个应 用需要针对其他应用开发专门的数据接口转换程序以实现 信息共享。
发展历程
1999年IEC TC57大会上，中国代表和德国代表提议 TC57应该开发一套电力系统统一的国际标准，筛选现 有标准系列，在同一领域只保留一套标准。IEC 61970 系列标准 IEC 61970-301，定义了CIM 的基本包集， 提供了能量管理系统信息的物理方面的逻辑视图。
IEC
• 国际电工委员会(IEC)是一个全球性的标准化组织，由各国 电工委员会（IEC 国家委员会）组成。
类型 String String String
Naming.pathName String
说明
对象或实例的任意文本名
对象或实例的描述信息
属于相同父对象的所有对 象唯一名称
pathName是所属每个容器 的所有名称的串联
CIM包中的常用包
电线包（Wires）
ACLineSegment
交流线段类
Breaker
EMS系统
• EMS系统是为电力系统控制中心提供数据采集、监视、控 制和优化，以及为电力市场提供交易计划安全分析服务的 计算机软硬件系统的总称。
• 它包括为上层电力应用提供服务的支撑软件平台和为发电 和输电设备安全监视和控制、经济运行提供支持的电力应 用软件，其目的是用最小成本保证电网的供电安全性
XML
• XML的优点 – 可扩展性极好，允许用户建立适 合自己需要的标记集合，并且这 些标记可以迅速地投入使用； – 自我描述性质能够很好地表现许 多复杂的数据关系，提供了描述 结构化的复杂数据的能力。
CIM基础介绍
• 1.CIM概念定义 • 2.CIM规范简介
➢ CIM包 ➢ CIM类和关系 ➢ 模型转化简例 ➢ CIM模型特点
信息集成的必要性
• 尽管目前绝大多数能量管理系统(EMS)，配网网管理系统 (DMS)等运行在通用的计算机硬件平台上，基于标准的通用 操作系统．但是这些系统仍然基于专有的数据库。
• 各厂商的数据库定义格式和数据字典被视为商业机密，每 一家都采用了不同的数据库格式，但实际上它们表达的是 基本相同的信息。应用系统的专有数据库大都仅仅针对各 自系统的功能和特性要求进行设计和开发，用户只能按照 开发者预先定义的数据模式和结构输入数据。系统厂商有 时可以提供从其他系统输入数据的功能，但是很少为其他 系统提供深入的、完整的信息。
• 最初的模型包括了描述电力系统各种导电设备的对象，例 如电抗器、电容、开关、负荷、线路、母线、变压器和发 电机等。
• 1995年6月一个新版本的CIM模型正式发布。这个版本增加 了描述公司、区域、交易、断面和联络线等内容的对象， 用于支持交换计划、机组组合、交易评估、经济调度、交 易代理等应用。
CIM建模方法
接地类
GroundDisconnector
接地刀闸类
Line
线路类
LoadBreakSwitch
负荷开关类
PowerTransformer
电力变压器类
Switch
开关类
SynchronousMachine 同步电机类
TapChanger
分接头调节器类
TransformerWinding
变压器绕组类
• 在没有通用的数据接口的情况下，N个应用所需要的数据接 口转换程序数量为N·(N-1)／2。
• 随着应用系统数量的增加，这样做的成本很高，管理维护 困难，不能灵活地实现各个应用问的互操作，不能充分有 效地保护在各个应用中已有的投资。
解决方案
• 建立一个标准的、开放的电力系统信息 模型，并提供通用的数据接口，支持应 用功能的“即插即用”。
• 最初的CIM模型的描述是基于关系数据库的，采用传 统的实体．关系图(ER图)来表达内部结构。
• 从第7版开始，CIM模型改用通用建模语言(UML)来描 述，将传统的实体．关系图(ER图)映射为完全的面向 对象(Object．Oritent)的表达方式，采用Rational ROSE CASE工具来维护，采用Rmional SODA作为文 档生成维护工具。
ConnectivityNode
连接节点类
TopologicalIsland.
拓扑岛类
TopologicalNode
拓扑节点类
连接节点类 ConnectivityNode
• 连接节点是这样一些点，在这些点上导电设备的 端点通过零阻抗连接在一起。
属性 Naming.aliasName Naming.descript ion Naming.name
4、IEC 61968 ●资产（Assets） ●用户（Consumer） ●核心2（Core2） ●配电（Distribution） ●文件（Documentation）
CIM包中的常用包
核心包(core)
BasePower
基准功率类
BaseVoltage
基准电压类
ConductingEquipment
专有数据库造成的问题
• 专有数据库限制了第三方的访问，使其很难在现有系 统上开发新的应用，或是将第三方软件集成进已有的 系统。
• 如果要在已有的系统上作较大的升级或改动，只能由 原来的开发商进行，或是用户自己完成。这给用户造 成升级和移植的不便，极大地增加了开发和维护的费 用，甚至会导致系统重新设计开发的灾难性后果。通 常情况下，只能由用户来承担所有的成本
导电设备类
Equipment
设备类
EquipmentContainer
设备容器类
PowerSystemResource 电力系统资源类
SubControlArea
子控制区类
Substation
变电站类
Terminal
端点类
VoltageLevel
电压等级类
CIM包中的常用包
拓扑包（topology）
1、IEC 61970 Part 30I ●核心包(Core) ●域包(Domain) ●发电包(Generation) ●负荷模型包(LoadModel) ●量测包(Meas) ●停运包(Outage) ●保护包(Protection) ●拓扑包(Topology) ●电线包(Wires)
CIM包
数据建模
• 在软件系统开发设计时，需要对电力系统在应用中建 模，如何描述电力系统取决于各个不同的应用。
• 目前EMS／DMS／TMS／TMR等软件系统通常包括许 多不同的模块，各个模块仅分析电力系统运行的一个 方面，可能需要不同格式的数据输入。
• 当应用要求发展时，所设计的数据结构可能要做频繁 的更改，一些基础的修改可能会扩散到所有开发的模 块。
1.CIM概念定义
• 公共信息模型是一个抽象模型，它表示 包含在企业运行中的电力企业的所有主 要对象。
• 提供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。
• CIM 方便了实现不同卖方独立开发的管 理系统应用的集成，例如配电管理系统 DMS，能量管理系统EMS。
CIM
• CIM的最初版本提供了基本完整的电力系统对象(实体)、属 性和关系的模型表达，用于支持调度员模拟培训(OTS)、调 度员潮流(DPF)、状念估计(sE)、最优潮流(OPF)、安全分 析(CA)等EMS应用功能。
IEC
• IEC 就技术方面的正式决定或协议尽可能地表达了相关主 题的国际一致观点， 因为每个技术委员会都有来自所有感 兴趣的IEC 国家委员会的代表。
IEC61970标准
• 国际电工委员会（IEC）第57 分会（电力系统控制与相关通信）
第13 工作组制定了IEC61970 系列标准，这是一套能量管理系统应 用程序接口（EMS API）的国际标准。
• 对于电力系统而言，急需制定应用系统接口层 面的标准
CIM发展历程
1993年，美国电力科学研究院（EPRI）启动了“控制 中心应用接口”（Control Center Application Program Interface， CCAPI）研究项目。
1995年3月第一份CIM规范被提出，CIM模型技术规 范的制定由来自EMS厂商和EMS软件开发商的专家 完成，采用了EPRI的操作员培训模拟系统(OTS)为 基础。
公共信息模型CIM
华南理工大学电力学院 荆朝霞
2010.04.09
内容概要
1
CIM的研究背景
2
CIM基础介绍
3 基于CIM的数据库建库
1.CIM的研究背景
必要性
➢ 信息共享和集成的需 求
应用系统 千差万别
供应商 不同
数据模型不同 应用接口不同 开发平台不同
公共 信息 模型
实现
发展历程
应用功能 即插即用
发展历程
1995年6月，经过Incremental Systems公司、Power Data公 司、Macro公司和Southern CompanyServices公司的共同努 力，一个新版本的CIM模型正式发布。
1996年国际电工委员会第57技术委员会EMS-API工作 组，开始与EPRI紧密合作，在CCAPI项目基础上启动 IEC-EMS-API项目，使CCAPI项目的研究成果符合国 际标准的规范。
• “即插即用”应用定义为以最小代价和无任何 代码改动就可以安装在系统中的一套软件。
标准化
• 在90年代中期，标准化的概念已经被业界广泛 认可，在操作系统层面有POSIX标准，在通讯 层面有Ethemet、TCP／IP、ICCP标准，在用 户接口方面有Motif／X Windows等标准，在数 据库访问方面有SQL2。
• 3.CIM/XML语言
➢ 可扩展标记语言（XML） ➢ 资源描述框架（RDF Schema) ➢ CIM/XML文档
财务报 包
发电包
生产包
能量计
CIM
发电动
划包
态包
负荷预 测包
量测包
域包
核心包
拓扑包
电线包
CIM
负荷模
型包
停运包
量测包
2.CIM规范简介
CIM包
完整的CIM模型包括以下包，分别在几个不同的标准 中定义：
断路器类
BusbarSection
母线段类
Compensator
复合开关类
Conductor
导线类
ConductorType
导线类型
DCLineSegment
直流线路段类
Disconnector
刀闸类
EnergyConsumer
能量用户类
Fuse
熔断器类
CIM包中的常用包
电线包（Wires）
Grouபைடு நூலகம்d
内容概要
1
CIM的研究背景
2
CIM基础介绍
3 基于CIM的数据库建库
CIM基础介绍
• 1.CIM概念定义 • 2.CIM规范简介
➢ CIM包 ➢ CIM类和关系 ➢ 模型转化简例 ➢ CIM模型特点
• 3.CIM/XML语言
➢ 可扩展标记语言（XML） ➢ 资源描述框架（RDF Schema) ➢ CIM/XML文档
CIM建模方法
• CIM模型只是一个抽象的模型，它既未定义模 型数据库的规范，也未定义数据交换的格式。 在工程应用中，需要对CIM模型的实现方式作 出明确、可行的规定。
XML
• XML(eXtensible Markup Language，可扩展 标记语a-)规范是由世界因特网联盟于1998年2 月发布的一种互联网上交换和表达数据的标准 – 它是一套定义语义标记的规则。它以～种开 放的自我描述方式定义了数据结构， – 在描述数据内容的同时能突出对结构的描述 ，从而体现出数据之间的关系
2、IEC 61970 Part 302 ●能量计划包(Energy Scheduling) ●财务包(Financial) ●备用包(Reservation) 3、IEC 61970 Part 303 ●SCADA包（Supervisory Control And Data Acquisition）
• 对于大型软件系统这种建模方法会导致灾难性的后果 ，系统变得难以管理和维护．必须重新设计。
数据接口
• 为了满足特殊的需要，不同的功能由许多不同类型的计算 机系统和应用软件来执行，而这些系统和应用软件很少有 被设计成能够彼此交换信息的。
• 通常每个系统的数据格式／应用接口都是不同的，每个应 用需要针对其他应用开发专门的数据接口转换程序以实现 信息共享。
发展历程
1999年IEC TC57大会上，中国代表和德国代表提议 TC57应该开发一套电力系统统一的国际标准，筛选现 有标准系列，在同一领域只保留一套标准。IEC 61970 系列标准 IEC 61970-301，定义了CIM 的基本包集， 提供了能量管理系统信息的物理方面的逻辑视图。
IEC
• 国际电工委员会(IEC)是一个全球性的标准化组织，由各国 电工委员会（IEC 国家委员会）组成。
类型 String String String
Naming.pathName String
说明
对象或实例的任意文本名
对象或实例的描述信息
属于相同父对象的所有对 象唯一名称
pathName是所属每个容器 的所有名称的串联
CIM包中的常用包
电线包（Wires）
ACLineSegment
交流线段类
Breaker