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IEC 61970协议的两个支柱是公共信息模型(CIM,Common Information Model)和组件接口规范(CIS,Component Interface Specification)。CIM公共信息模型定义了信息交换内容的语义,CIS组件接口规范规定了信息交换的语法。CIM是整个IEC 61970协议框架的基础和核心。
IEC 61970系列标准提出了电力系统资源(Power System Resource)的概念。它描述了电力系统所有对象的逻辑结构和关系,构成电力系统网络拓扑结构的主要节点,通过这些节点的连接,构成电力系统基本的网架结构。
CIM公共信息模型提供了一种标准化方法,把电力系统资源(Power System Resource)描述为对象类、属性以及它们之间的关系。从1998年4月开始,CCAPI发布了cimu07a.mdl,开始采用面向对象统一建模语言UML来描述CIM。在UML中,现实世界实体的类型被定义为“类”,实体类型的性质被定义为“类的属性”,实体类型之间的关系描述为“类之间的关系”,包括:继承、关联、聚集。
在IEC 61970协议中,CIM模型是IEC 61970协议整体框架的基础。它是一种描述电力系统所有对象逻辑结构和关系的信息模型,为各个应用提供了与平台无关的统一的电力系统逻辑描述。它定义了电力工业的标准对象模型,提供了一种表示电力系统对象,包括其属性和相互关系的标准。
CIM模型中的对象本质上是抽象的,可以应用在各个系统中。CIM模型有助于不同供应商开发的EMS系统的集成,有助于EMS系统和其他涉及到电力系统运行操作不同领域的应用系统的集成。
CIM分为3个部分,IEC 61970-301是CIM的基本部分,IEC 61970-302是CIM用于能量计划、检修和财务的部分,IEC 61970-303是CIM用于SCADA的部分。为了便于管理,CIM的开发者把CIM中的类划分为多个包(Package)。包是将相关模型元件人为分组的方法。一个包表示针对特定内容相关的模型元素的组合,往往针对某些特定的应用范围。包的建立在语义上没有特定的含义,主要为了使整个模型更容易设计、理解和研究。
IEC 61970-301分为9个包:Core,Topology,Wires,Outage,Protection,Meas,LoadModel,Generation和Domain。介绍其中几个:
(1) 核心包(Core)。核心包包含命名(Naming)、电力系统资源(PowerSystemResource)、设备容器(EquipmentContainer)、导电设备(ConductingEquipment)、开关(Switch)等对象类。核心包定义了厂站类Substation、电压等级类VoltageLevel等许多应用公用的模型。核心包被所有应用系统共享,它不依赖于其他任何包,但是绝大多数其他包都有依赖于核心包的关联关系(Association)和泛化关系(Generalization)。
(2) 拓扑包(Topology)。拓扑包是核心包的扩展,通过与描述连接关系的终端类(Terminal)建立关联关系,定义了设备的物理连接关系。拓扑包定义了连接节点(Connectivity Node)和拓扑岛(Topological Island)等拓扑关系模型;同时,拓扑包还描述了拓扑结构,即设备通过闭合开关或刀闸连接在一起的逻辑连接关系。拓扑定义与其他电气参数无关。
(3) 电网包(Wires)。电网包是核心包和拓扑包的扩展,它描述输电网、配电网设备的电气参数信息,这些信息将被用于状态估计、潮流计算、安全分析、最优潮流等应用。电网包定义断路器Breaker,隔离开关Disconnector等网络分析应用需要的模型。
(4) 测量包(Meas)。测量包包含描述各个应用间交换的动态测量数据的实体。
(5) SCADA包(SCADA)。SCADA包描述了用于数据采集和控制应用的模型信息,涉及到测量、TV、TA、RTU、扫描装置、通讯电路等设备。控制应用支持对设备的控制操作,例如断开/闭合断路器;数据采集应用从多个来源采集遥测数据,遥测实体的子类型遵照IEC 61850标准的定义。
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