GBT 43259.556-2024 能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第556部分：基于CIM图形交换格式（CIMG）标准立项发展报告

能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第556部分：基于CIM图形交换格式（CIM/G）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:EnergyManagementSystemApplicationProgramInterface(EMS-API)Part556:CIMGraphicsExchangeFormat(CIM/G)摘要随着我国智能电网建设的深入推进和新型电力系统的快速发展，能量管理系统（EMS）在电力调度运行中的地位日益重要，而不同系统之间图形信息的互联互通已成为制约电网智能化和信息化水平提升的关键瓶颈。为解决这一问题，国家标准化管理委员会于2024年4月25日正式发布了GB/T43259.556-2024《能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第556部分：基于CIM图形交换格式（CIM/G）》，并于2024年11月1日起正式实施。本报告对该标准的立项背景、编制历程、技术内容、核心创新及应用价值进行了系统梳理与深入分析。该标准以国际电工委员会（IEC）61970系列标准为基础框架，充分结合我国电网调度运行的实际需求，定义了基于公共信息模型（CIM）的图形交换格式（CIM/G），为电力系统各应用系统之间的图形信息共享与互操作提供了统一的技术规范。标准的发布实施填补了我国在该领域的标准空白，对于打破系统间信息孤岛、促进电力调度智能化发展具有重要意义。本报告还对该标准的主要起草单位——中国电力科学研究院有限公司的技术实力和标准化工作基础进行了详细介绍，并对标准实施后的行业影响和未来发展方向进行了展望。关键词：能量管理系统；EMS-API；公共信息模型；CIM/G；图形交换格式；电力调度Keywords:EnergyManagementSystem;EMS-API;CommonInformationModel;CIM/G;GraphicsExchangeFormat;PowerDispatching1引言1.1研究背景随着我国能源转型战略的深入实施，以新能源为主体的新型电力系统加速构建，电网的复杂度、耦合度和动态特性发生了深刻变化。能量管理系统作为电网调度自动化的核心支撑系统，承担着电网监视、控制、分析和决策等关键功能。然而，长期以来，不同厂商开发的EMS系统之间缺乏统一的图形信息交换标准，导致图形文件格式各异、语义不一致、互操作性差，严重制约了电网调度系统之间的信息共享和业务协同。国家能源局、国家标准化管理委员会等多个部门先后出台政策文件，明确提出要加强电力信息化标准体系建设，推动调度自动化系统间的互联互通。2023年国家能源局发布的《新型电力系统行动方案（2021—2030年）》中强调，要加快电力调度技术支持系统标准化建设，提升系统互操作水平。在此背景下，制定统一的EMS图形交换格式标准成为行业发展的迫切需求。1.2标准编制目的与意义本标准的编制旨在解决电网调度自动化领域图形信息交换缺乏统一规范的问题，通过定义标准化的CIM/G图形交换格式，实现不同EMS系统之间、EMS系统与其他相关系统之间的图形信息无缝共享与互操作。标准的意义体现在以下几个层面：-技术层面：建立统一的图形交换格式规范，消除厂商间技术壁垒，推动电力调度技术体系的标准化和规范化发展。-应用层面：提升电网调度系统的信息共享能力和业务协同效率，为电网安全稳定运行提供有力技术支撑。-产业层面：规范市场秩序，降低系统集成成本，促进电力信息化产业的良性竞争和健康发展。-标准层面：完善我国电力标准化体系，为后续相关标准的制定提供基础框架和参考范式。2标准概述2.1标准基本信息本标准属于国家标准（GB/T）系列，全文编号为GB/T43259.556-2024，标准名称为《能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第556部分：基于CIM图形交换格式（CIM/G）》，对应的英文名称为"EnergyManagementSystemApplicationProgramInterface(EMS-API)Part556:CIMGraphicsExchangeFormat(CIM/G)"。标准由中国国家标准化管理委员会发布，于2024年4月25日正式发布，2024年11月1日起实施。该标准属于输电网和配电网综合领域的分类，国别为中国，语言为中文（简体）。标准的发布标志着我国在电力调度自动化领域标准化工作取得了重要的阶段性成果。2.2标准体系定位本标准的编号体系体现了其在国家标准体系中的明确位置。GB/T43259系列标准对应于国际电工委员会IEC61970系列标准（能量管理系统应用程序接口（EMS-API）），是我国对该国际标准系列的本土化转化成果。在IEC61970标准体系中，第556部分对应的是基于CIM的图形交换格式，即CIM/G（CIMGraphics）。该部分标准的制定和实施，与IEC61970系列中的其他部分（如公共信息模型CIM、组件接口规范CIS等）相互配合，共同构成完整的EMS-API标准体系。需要指出的是，本标准在充分采用国际标准核心内容的基础上，结合我国电网调度运行的实际需求和技术特点，进行了适当的本地化调整和补充，使其更加适应我国电力行业的实际应用场景。2.3标准适用范围本标准规定了能量管理系统中基于CIM的图形交换格式的技术要求，适用于电网调度自动化系统中各类图形信息的生成、存储、传输和显示。具体适用范围包括但不限于：电网一次接线图、厂站接线图、系统潮流图、地理接线图等各类电网图形文件；不同EMS供应商系统之间、EMS系统与DMS（配电管理系统）系统之间、EMS系统与生产管理系统之间的图形信息交换；以及电网调度自动化系统中基于图形界面的各类应用功能的开发与集成。3标准技术内容分析3.1规范性引用文件本标准在编制过程中充分参考和引用了多项国内外重要标准和规范，主要包括：GB/T43259系列标准的其他相关部分（如第301部分：公共信息模型（CIM）基础等）、IEC61970系列标准相关部分、GB/T33602-2017《电力系统图形描述规范》等国家标准，以及可扩展标记语言（XML）、可缩放矢量图形（SVG）等相关技术规范。这些引用文件构成本标准的重要技术基础，也为使用者提供了完整的标准配套参考体系。3.2主要技术内容本标准的正文部分主要包括以下几个方面：-CIM/G格式总体框架：定义了CIM/G图形交换格式的总体架构和设计原则，明确该格式以CIM模型为基础，通过扩展的图形描述机制实现电网模型与图形信息的统一描述和关联。其核心设计理念在于“模型驱动、图形关联”——即将图形元素与CIM对象进行有机绑定，使得图形文件不仅包含可视化的图形元素，还包含与电网模型对象之间的完整映射关系，从而保证图形信息与模型信息的一致性和互操作性。-图形对象模型：规定了CIM/G格式中各类图形对象的定义方法和描述规则，包括基本图元（如线段、矩形、圆形、多边形等）、复合图元（如母线、断路器、隔离开关、变压器等电力设备图元）、文本标注、图层的组织方式以及各类图形对象的属性定义。标准中详细定义了图元与CIM对象之间的关联方式，确保图形对象能够准确反映电网模型的拓扑关系和设备属性。-图形拓扑关系描述：规定了如何在CIM/G格式中描述和存储电网图形的拓扑连接关系。该部分定义了基于CIM对象的连接节点（ConnectivityNode）和端点（Terminal）的图形关联机制，支持自动布局、拓扑着色和动态更新等高级应用功能。例如，标准中定义了不同电压等级的颜色默认规则，使得电网调度人员可以依据颜色直观辨识电压等级，显著提升了图形信息的人机交互效率。-文件交换格式与编码规则：定义了CIM/G文件的格式结构、编码方式和语法规则，包括文件的头信息、模型引用方式、图形元素编码规则、坐标系统、比例尺、样式定义和扩展机制等。标准规定的编码方式既保证了文件的可读性和可解析性，又兼顾了文件压缩效率和传输性能，以适应电力调度系统对实时性和可靠性的高要求。-图形显示与交互规范：规定了CIM/G格式的图形信息在客户端和显示系统中的渲染方式、图层管理、缩放漫游、图元选中和属性查询等功能要求。通过规范图形显示与交互行为，确保不同系统在呈现CIM/G图形时具有一致的用户体验。-一致性测试与验证要求：规定了标准实施的一致性测试方法和验证要求，包括测试用例设计、测试流程和合格判据，为标准的落地实施提供了技术保障。3.3关键技术特征本标准的制定体现了以下几个方面的关键技术特征：第一，与IEC61970标准体系的深度融合。本标准的设计严格遵循IEC61970标准体系的总体框架，充分利用CIM模型的标准定义，确保图形交换格式与模型信息之间具有天然的一致性和兼容性。第二，面向电网调度实际需求的本土化设计。标准在吸收国际先进经验的基础上，针对我国电网调度运行的实际特点，在图形对象定义、动态属性扩展、安全防护要求等方面进行了补充和优化。第三，支持多场景应用的灵活扩展机制。标准设计了良好的扩展框架，支持用户根据具体应用场景自定义图形对象和属性，兼顾了标准的统一性和应用的灵活性。第四，注重工程可实施性。标准的各项技术规定力求明确具体，减少了歧义和模糊地带，为不同厂商的开发和实施提供了清晰的技术指引。4标准与现行标准体系的关系4.1与国际标准的关系本标准在制定过程中以IEC61970-556标准为基础蓝本，是我国采用国际先进标准并结合本国实际情况进行本地化转化的典型案例。制定工作遵循了我国关于国际标准转化的基本方针——既积极采用国际标准以促进国际接轨和技术交流，又充分考虑国内电力行业的技术特点和实际需求进行合理的本地化调整。通过这样的转化路径，本标准既与国际标准保持了技术兼容性，又更贴合我国电网调度自动化的实际应用场景。4.2与国内相关标准的关系本标准与GB/T43259系列中其他部分标准形成完整的标准矩阵，协同发挥作用。具体而言，本标准的有效实施依赖于第301部分所定义的CIM基础模型，同时与其他部分标准中规定的组件接口规范、数据交换格式等互为补充。此外，本标准与GB/T33602-2017《电力系统图形描述规范》等国家标准在技术内容上进行了有效衔接，确保不同标准之间的协调一致，共同构建完整的电力调度自动化标准体系，避免出现标准之间相互矛盾或重复交叉的情况。5主要起草单位介绍本标准的主要起草单位包括中国电力科学研究院有限公司（以下简称"中国电科院"）、国家电网有限公司国家电力调度控制中心、南方电网电力调度控制中心及相关电力企业、科研院所和制造企业。中国电力科学研究院有限公司是本标准编制的核心牵头单位，也是我国电力行业最具影响力的综合性研究机构之一。中国电科院成立于1951年，是国家电网有限公司直属的科研单位，长期致力于电力系统基础性、前瞻性、关键性技术研究，在我国电力工业发展的各个历史阶段均发挥了重要的技术支撑作用。在标准化工作方面，中国电科院拥有雄厚的技术积累和丰富的实践经验。作为全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会（SAC/TC82）的秘书处挂靠单位，中国电科院牵头或参与制定了大量电力行业国家标准和行业标准，涵盖电力系统自动化、信息化、通信、网络安全等多个专业领域。在EMS-API相关标准方面，中国电科院自20世纪90年代起即开始跟踪研究IEC61970系列国际标准，并牵头完成了多项相关国家标准的制定工作。在技术研发实力方面，中国电科院拥有国家电网公司特高压输电工程实验室、电网安全与节能国家重点实验室等多个国家级和行业级实验平台，在能量管理系统、电网调度自动化、电力系统仿真分析、人工智能应用等领域取得了大量具有自主知识产权的核心技术和创新成果。特别是在CIM模型研究和图形交换技术方面，中国电科院的研发团队长期从事相关技术的研究与开发工作，积累了丰富的理论成果和工程实践经验，为本标准的制定提供了坚实的技术支撑。在人才队伍方面，中国电科院拥有一支高水平的标准化专家队伍，其中多名专家担任IEC、ISO等国际标准化组织的重要职务，深度参与国际标准的制定工作，具有广阔的国际视野和深厚的专业素养。这些专家在本标准的起草、研讨、审校等各个环节发挥了关键作用，确保了标准的科学性、先进性和可操作性。此外，国家电网有限公司国家电力调度控制中心作为标准的主要参与单位，在标准需求分析、应用场景定义、试点验证等方面提供了丰富的实际运行经验和需求输入。南方电网电力调度控制中心、国网电力科学研究院等单位在标准编制过程中给予了大力支持和积极参与，保证了标准能够兼顾不同电网企业和不同区域的实际需求，具有广泛的适用性。6标准实施意义与应用前景6.1实施意义本标准的发布实施对于推动我国电力调度自动化技术的标准化、规范化和智能化发展具有重要的意义。一是打破系统壁垒，实现信息共享。标准实施后，不同厂商提供的EMS系统之间可以实现图形信息的无缝交换和互操作，有效消除长期存在的"信息孤岛"问题，为电网调度运行提供更为全面、准确和及时的信息支撑。二是降低系统集成成本，提高建设效率。统一的图形交换格式可以大幅减少系统间接口开发和调试的工作量，缩短系统集成周期，降低电网企业的信息化建设投资和运维成本。三是促进技术创新和产业升级。标准为各类市场主体提供了公平竞争的技术平台，有利于激发企业技术创新活力，推动电力调度自动化技术和产品的持续升级迭代。四是支撑新型电力系统建设。在新型电力系统建设背景下，电网调度系统需要与越来越多的新型业务系统（如新能源功率预测系统、储能调度系统、虚拟电厂管理平台等）进行信息交互，本标准为这些系统的互联互通提供了基础性技术支撑。6.2应用前景分析随着标准的深入实施和推广应用，预计将在以下方面发挥越来越重要的作用：在跨区域电网调度协同方面，随着全国统一电力市场的加快建设，各级调度机构之间的业务协同和信息共享需求不断提升，CIM/G格式有望成为跨区域、跨层级电网图形信息交换的统一技术规范。在源网荷储协调互动方面，随着分布式能源、电动汽车、储能等多元负荷的规模化发展，CIM/G格式不仅应用于传统输电网调度领域，还将逐步拓展至配电网、微电网和用户侧能源管理系统，支撑源网荷储协调互动的实现。在电网数字孪生建设方面，作为电网图形与模型融合描述的标准格式，CIM/G可望为电网数字孪生系统的图形数据底座建设提供重要支撑。7结论GB/T43259.556-2024《能量管理系统应用程序接口（EMS-API）第556部分：基于CIM图形交换格式（CIM/G）》是我国电力调度自动化领域的一项重要基础性标准。本标准的发布和实施，填补了我国在EMS图形交换格式标准化方面的空白，为电网调度自动化系统间的图形信息共享与互操作提供了统一的技术规范。标准以IEC61970系列国际标准为基础，结合我国电网调度运行的实际需求，科学定义了CIM/G格式的技术框架、对象模型、编码规则和交互要求，具有先进性、实用性和可扩展性等显著特点。标准实施后，将在打破系统壁垒、降低集成成本、促进技术创新和支撑新型电力系统建设等方面发挥重要作用。展望未来，随着标准的推广