IEC 61970-3012020AMD12022 修改件1.能源管理系统应用程序接口（EMS-API）.第301部分公共信息模型（CIM）库标准立项发展报告

修改件1.能源管理系统应用程序接口（EMS-API）第301部分：公共信息模型（CIM）库标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Amendment1-EnergyManagementSystemApplicationProgramInterface(EMS-API)-Part301:CommonInformationModel(CIM)Base摘要随着全球能源互联网建设的深入推进和新型电力系统数字化转型的加速，能源管理系统（EMS）的信息交互与数据共享需求日益迫切。公共信息模型（CIM）作为电力行业信息化建设的核心语义标准，为电力系统各业务应用间的数据交换提供了统一的信息架构与模型规范。本报告围绕IEC61970-301:2020/AMD1:2022《修改件1.能源管理系统应用程序接口（EMS-API）.第301部分：公共信息模型（CIM）库》的立项背景、技术内容、修订要点和应用前景展开系统分析。该修改件由国际电工委员会（IEC）于2022年2月正式发布，对CIM基础库中原有的部分类、属性及关联关系进行了修订与扩展，以适配现代电力系统运行中对于分布式能源、储能系统及柔性负荷等新兴业务对象的建模需求。报告从技术演进、标准体系架构、行业应用实施等角度深入探讨了该标准的修订动因及核心改动内容，分析了其对电力信息化建设的支撑作用，并结合国内外应用现状对该标准未来的深化方向进行了研判与展望。本报告旨在为电力行业标准化工作人员、系统开发人员及技术管理人员提供系统性的标准理解与实施参考。关键词：公共信息模型；能源管理系统；IEC61970；EMS-API；电力系统信息化；标准修订；互操作性Keywords:CommonInformationModel(CIM);EnergyManagementSystem(EMS);IEC61970;EMS-API;PowerSystemInformatization;StandardAmendment;Interoperability一、引言1.1立项背景全球能源体系正在经历深刻变革。在“双碳”战略目标驱动下，以新能源为主体的新型电力系统加速构建，分布式光伏、风电、储能、电动汽车充电设施及柔性负荷等新兴元素大规模接入电网，电力系统的运行特性与业务模式发生了根本性变化。与此同时，云计算、物联网、大数据和人工智能等新一代信息技术在电力行业深度渗透，推动电力企业信息化建设从部门级应用向企业级、集团级综合集成方向演进。在这一大背景下，电力系统各应用系统之间实现高效、准确、无歧义的信息交换已成为保障电网安全、稳定和经济运行的关键基础。能源管理系统应用程序接口（EMS-API）系列标准由国际电工委员会第57技术委员会（IECTC57）负责制定，其核心目标是为电力系统各应用系统间的信息交换提供标准化接口与数据模型。其中，第301部分定义了公共信息模型（CIM）基础库，是EMS-API系列标准中最为基础、应用最为广泛的核心标准之一。CIM以统一建模语言（UML）表述，覆盖了电力系统的核心设备、拓扑关系、量测值、电网运行状态等多个抽象层次，为电力系统各业务领域的数据共享和系统互操作奠定了语义基础。1.2标准的战略定位与体系架构IEC61970系列标准是国际电工委员会针对能源管理系统应用集成制定的核心标准族，其整体架构如下：-IEC61970-301：CIM基础库，定义了电力系统运行的公共语义模型，是整个系列标准的核心；-IEC61970-302：CIM用于电力系统动态模型；-IEC61970-404/405：CIS规约与通用数据访问接口；-IEC61970-452：CIM模型交换格式（XML）；-IEC61970-453：图解交换规约；-IEC61970-456：状态估计与拓扑处理相关模型。在IEC61970标准体系中，第301部分相当于“信息语义的基石”，其他相关标准均以CIM基础库为语义基准。因此，CIM基础库的修订和扩展将直接影响整个IEC61970标准族的演进方向和实施效果。作为CIM基础库的延续性修订文件，IEC61970-301:2020/AMD1:2022修改件并非对CIM进行一次全面的重构，而是针对实际应用过程中暴露出的模型缺口和语义歧义，对部分核心类、属性和关联关系进行精准修订与适度扩展。这一修订策略既延续了CIM标准的稳定性与兼容性，又提升了模型对新型电力系统业务需求的适应能力。1.3标准基本信息本修改件的相关标准信息如下：|项目|内容||------|------||标准编号|IEC61970-301:2020/AMD1:2022||标准名称|修改件1.能源管理系统应用程序接口（EMS-API）.第301部分：公共信息模型（CIM）库||英文名称|Amendment1-Energymanagementsystemapplicationprograminterface(EMS-API)-Part301:Commoninformationmodel(CIM)base||发布机构|国际电工委员会（IEC）||分类号|遥控、遥测||发布日期|2022-02-22||发布年份|2022||国别|国际组织||语言|英语+法语||标准状态|现行|二、标准修订的技术动因与核心内容2.1修订的技术动因本修改件的发布有着深刻的行业背景和技术动因，主要体现在以下几个层面。第一，新型电力系统催生新业务对象的需求。随着“双碳”目标的推进和能源转型的加速，分布式光伏、风电场、储能电站、电动汽车充换电设施以及虚拟电厂等新业态蓬勃发展。这些新兴元素在电网中的渗透率持续提高，对电网的规划、调度、运行和控制产生了深远影响。然而，原有的CIM基础库主要是基于传统集中式电力系统架构设计的，对上述新兴业务对象的建模能力存在明显不足，亟需在语义层面对其进行补充和规范化描述。第二，多标准协调与CIM生态融合的需求。IECTC57组织制定了一系列涉及电力系统管理的国际标准，其中IEC61968（配电管理）、IEC62325（能源市场通信框架）与IEC61970（EMS-API）共同构成了电力企业应用集成的核心标准族。这些标准均以CIM为共同的语义基础。随着这些标准的不断演进和修订，各标准中定义的需求和用例也在持续更新，CIM基础库需要与之保持同步协调，以确保整个标准体系的内在一致性。本修改件即是这种多标准协调机制下产生的重要成果之一。第三，工程实践中反馈问题的系统性修正。自CIM基础库上一版本发布以来，国内外众多电力企业在系统集成、模型交换和数据治理实践中积累了丰富的应用经验，也发现了一些模型定义上的问题，如部分类层次划分不够合理、个别属性的定义不够明确、某些关联关系的多重性设定不符合实际业务逻辑等。这些问题虽不构成系统性的模型缺陷，但在实际应用中可能导致语义理解的偏差或模型映射的困难。本修改件对这些问题进行了系统性的归纳和修正。2.2核心修订内容分析根据IECTC57的工作文件及公开的技术资料，本修改件的核心修订内容可归纳为以下几个主要方面。（1）新增类与属性扩展。为适应电力系统数字化转型的需求，修改件在一系列核心域中新增了若干类及其相关属性。例如，在发电域中增强了分布式能源资源的建模语义，在储能域中增加了对电池储能系统、抽水蓄能等不同类型储能资源的更细粒度描述能力，在负荷域中增加了对柔性负荷和需求响应资源的建模支持。这些新增的类与属性参照了IEC61968-11中部分新增内容以及电力行业实际应用中的建模实践，保证了CIM基础库在各子标准间的语义一致性。（2）关联关系优化与多重性修正。修改件对原有模型中的若干关联关系进行了修订，修正了部分关联的多重性约束，使之与实际业务逻辑更为吻合。同时，对部分继承关系进行了调整，使得类层次结构更加合理清晰，减少了模型中由于多重继承或深层继承带来的语义复杂性。（3）枚举类型与代码集的补充。修改件对若干枚举类型进行了扩充和修订，增加了新的枚举值以满足新型业务场景的描述需求。对于部分代码集，修改件进一步明确了编码规则和使用约束，增强了模型的可实现性和工程可用性。（4）模型一致性维护与勘误。在CIM模型长期演进过程中，部分类定义之间存在边界不够清晰或语义交叉的问题。修改件对已知的模型不一致问题进行了修正，消除了类别定义间的交叉语义，并对前版标准中个别类属性的定义进行了勘误和澄清。2.3标准的兼容性策略在标准修订过程中，IECTC57始终遵循“向后兼容”的重要原则。本修改件作为对IEC61970-301:2020的增量修订，充分考虑了与前一版本的兼容性问题。所有新增的类、属性和关联关系均以增量方式加入，未对原有模型的稳定部分进行根本性改动。同时，对于已发布的数据模型交换中所涉及的CIM/RDF/XML模式，修改件提供了兼容性的映射策略，确保基于前一版本CIM所开发的应用系统在遵循一定的适配规则后仍能与新版模型进行有效交互。三、标准的技术架构与应用价值3.1CIM基础库的技术架构CIM基础库采用统一建模语言（UML）建模，以对象类和类间关系描述电力系统的静态结构。其核心包结构包括：核心包（Core）、拓扑包（Topology）、电线包（Wires）、发电包（Generation）、负荷建模包（LoadModel）、量测包（Meas）、停运包（Outage）、保护包（Protection）以及SCADA包等。各包之间通过依赖和关联关系相互联系，共同构成一个完整的、语义一致的电力系统信息模型。本修改件在上述包结构框架下对相关包中的类进行了修订和扩展，保证了模型扩展的逻辑性与层次清晰性。同时，修改件也进一步明确了CIM模型与IEC61850（变电站通信网络与系统）之间的映射关系，为变电站层与调度中心层之间的信息交互提供了更清晰的语义桥梁。3.2标准对行业数字化转型的支撑作用在新型电力系统建设的背景下，本修改件的发布具有重要的现实意义和应用价值。支撑多能互补与源网荷储协同运行。修改件对分布式能源、储能和柔性负荷建模能力的增强，为电力调度机构在面对大规模新能源接入和高比例电力电子化设备时实现源网荷储协同运行提供了标准化的信息描述基础。基于统一的CIM语义，调度自动化系统可以更有效地获取和整合各类分布式资源的运行状态、调节能力及预测信息，从而制定更优的调度策略。促进电力企业信息化系统的深度集成。在电力企业内部，营销系统、配电管理系统、调度自动化系统、设备管理系统等业务系统之间长期存在数据孤岛和信息壁垒。基于统一CIM语义的数据交换，能够有效降低系统集成的技术复杂度，减少点对点接口开发的成本，推动企业级数据中台和数据治理体系的建设。支撑电力市场的开放运营。随着电力市场化改革的深化，电力交易品种不断丰富、交易主体日趋多元。CIM基础库为市场运营机构、交易主体和电网企业之间提供了统一的信息交互语义，支持市场申报、出清、结算等环节的数据交换需求。修改件对相关模型元素的修订为电力市场系统的开发和部署提供了更完善的语义基础。推动CIM生态的国际协同发展。CIM标准已被全球众多国家和地区的电力企业采纳，同时也被中国等国家采纳为国家标准或行业标准的重要参考依据。本修改件的发布，有助于保持全球各应用方CIM模型版本的一致性，推动CIM生态系统的协同演进。四、主要参与单位介绍4.1国际电工委员会第57技术委员会（IECTC57）IECTC57是国际电工委员会下属专门负责电力系统管理及关联信息交换标准制定的技术委员会，其官方名称为“Powersystemsmanagementandassociatedinformationexchange”。TC57成立于1968年，秘书处设于德国，在电力系统自动化、信息模型、通信协议和数据交换等领域的国际标准化工作中发挥着主导性作用。TC57的工作范围跨越电力系统的运行、规划、维护和市场化运营等多个维度，其核心成果涵盖了IEC61970（EMS-API）、IEC61968（配电管理）、IEC61850（变电站通信）、IEC62325（能源市场通信）和IEC60870（远动设备及系统）等一系列在其领域具有全球影响力的国际标准。这些标准共同构成了电力系统信息化的国际标准体系，为智能电网和能源互联网的建设提供了不可或缺的标准基石。TC57组织机构下设多个工作组（WorkingGroup），各工作组分别负责特定标准系列的研究与制定工作。其中，WG13负责IEC61970和IEC61968框架内的CIM模型和接口标准的研究与维护。WG13汇聚了来自全球各国电力公司、系统集成商、设备制造商、科研机构和咨询公司的资深专家，成员覆盖欧洲、北美、亚洲和大洋洲等多个地区。在CIM基础库的修订过程中，WG13持续跟踪CIM在工程实践中的实施情况，广泛收集各成员国提出的模型修改建议和技术提案，组织多轮技术评审与意见处理工作，确保标准修订的技术严谨性和行业共识性。本修改件即是在WG13的主导和推动下完成制定的。4.2其他重要参与组织除IECTC57外，本修改件的制定还参考和吸收了多个国际组织和区域性组织的技术成果和实践经验。国际电工委员会第8技术委员会（IECTC8）在电能供应系统方面的工作，国际大电网会议（CIGRE）在电力系统运行与控制方面的技术报告，以及国际电气与电子工程师协会（IEEE）在电力系统通信与建模方面的相关标准，均对CIM基础库的修订提供了有益的技术参考。此外，欧洲输电系统运营商网络（ENTSO-E）、北美电力可靠性公司（NERC）以及各国标准化机构在CIM应用过程中积累的实践反馈，也是修改件形成的重要输入来源。五、标准应用现状与实施建议5.1国内外应用现状CIM标准在全球范围内已获得广泛应用，从北美到欧洲，从亚太到中东，众多国家和地区的电力企业已将其作为电网模型信息交换的基础标准。在中国，CIM标准化工作经历了持续的引进吸收、本地化适配和深度应用阶段。国家标准化管理委员会已发布GB/T30149等系列国家标准，将IEC61970系列标准转化为中国国家标准。国家电网有限公司和中国南方电网有限责任公司在电网模型管理、调度自动化系统建设和企业数据治理中均广泛采用了CIM标准，积累了丰富的工程实践经验。5.2实施建议针对本修改件的实施，本报告提出以下建议：建立标准追踪与评估机制。各相关企业应建立常态化的国际标准追踪机制，及时跟踪IECTC57的标准制定动态，评估新标准内容对自身系统建设和运维的影响，制定有针对性的升级实施计划。加强模型治理与版本管理。CIM模型的长期演进必然伴随多个版本并存的情况。建议各实施单位建立统一的CIM模型资产管理制度，明确模型版本的命名规范、变更流程和兼容性策略，降低多版本共存对系统集成造成的技术风险。重视人才培养与知识积累。CIM标准的深入应用需要既熟悉电力业务又掌握信息建模技术的复合型人才。建议各单位加强相关领域的培训力度，建立内部CIM专家团队，形成知识积累与共享机制。积极参与标准制定工作。鼓励有条件的企事业单位积极参与IECTC57及相关国家标准化技术委员会的工作，将中国电力信息化建设的实践经验和技术创新成果反馈到国际标准中，提升中国在电力系统国际标准化领域的话语权和影响力。六、结论与展望IEC61970-301:2020/AMD1:2022修改件的发布，是CIM基础库持续演进历程中的重要里程碑。本次修订紧密呼应了全球能源转型和电力系统数字化转型的时代需求，通过对模型元素的精准扩展和已有问题的系统性修正，进一步提升了CIM模型对现代电力系统业务场景的语义覆盖能力和工程适配能力。展望未来，CIM基础库的演进将呈现以下几个重要趋势：其一，面向高比例新能源和电力电子化电力系统的建模需求将持续深化，CIM对分布式资源、储能系统和新型负荷的语义描述将进一步细化和完善；其二，CIM与IEC61850的融合映射、与IEC62325能源市场模型的协同将更加紧密，电力系统一次设备、二次设备与市场运营之间的信息链路将进一步打通；其三，伴随人工智能和大数据技术在电力系统中的深度应用，CIM对数据分析和智能决策场景的支撑能力将不断增强；其四，标准化工作模式本身也在发生变革，标准制定的数字化、协同化和敏捷化趋势日益显著，CIM标准的维护和发布流程将更加高效。作为电力系统信息化领域的基石性标准，IEC61970-301及其修改件不仅为当前电力系统的可靠运行和高效管理提供了坚实的语义保障，也为未来能源互联网和数字化电网的构建奠定了前瞻性的标准化框架。建议各相关单位和从业人员高度重视该标准的内容变化，及时组织学习、评估和部署实施，共同推动电力系统信息化建设和标准化工作迈向更高水平。参考文献[1]IEC61970-301:2020/AM