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
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
• 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。
• 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。
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
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
• 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。
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
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
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
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。
• 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：
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
• 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”。
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）
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）
Ground
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。
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。
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
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
• “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。