公共信息模型在能源互联网中的应用 本次讨论组长：周凌锋学号：5120309506 组员：于群、陈冠宏、谢方鑫、赵庆杭 Q1:何为公共信息模型CIM? 总的来说公共信息模型(CIM)是一个标准，定义了一个前后一致的模型， 依据这个模型，网络设备、系统和应用程序能显示有关它们自己的信息，并使这 些信息能被管理工具利用CIM能描述诸如桌面软件和硬件配置、CPU封装块的 序列号以及某个特殊路由器端口上的流量水平等信息。 公共信息模型CIM是一个与具体实现无关的、用于描述管理信息的概念性 模型。CIM分为两部分：CIM规范(CIM Specification)和CIM模式(CI M Schema)。CIM规范提供了模型的正式定义，它描述了语言、命名、元模 式和到其他管理模型（如SNMP MIB)的映射技术：CIM模式则给出了实际模 型的描述。CIM模型由核心模型、公共模型和扩展模型三层构成。核心模型是 一系列类、连接和属性的集合，该对象组提供了所有管理域通用的基本信息模型； 公共模型提供特定管理域的通用信息模型，这些特定的管理域，如系统、应用程 序、网络和设备等：扩展模型代表通用模型的特定技术扩展。 CIM采用面向对象的方式构建了一种新的适用于管理系统、网络的结构和 概念模型。CIM建模是一种通用方法，它描述了EMS和DMS业务领域中的主 要对象类、类属性和类之间的关联关系，它采用面向对象特定管理域的CIM建 模是在核心模型和公共模型的基础上进行扩展的建模方法和UML描述方式，以 类图的形式进行直观的展现，提供了一个关于EMS和DMS信息的全面逻辑视 图，是一个代表电力企业所有主要对象的抽象模型。 随着电网企业应用系统集成和通信互联要求的提高，CIM也不断的演化扩 展，超越了EMS和DMS的范围，覆盖更多的领域，如电能计划、备用、电力 市场和财务等业务领域，成为电力企业内统一的语义信息、模型，为企业应用集
公共信息模型在能源互联网中的应用 本次讨论组长:周凌锋 学号：5120309506 组员：于群、陈冠宏、谢方鑫、赵庆杭 Q1：何为公共信息模型 CIM？ 总的来说公共信息模型(CIM)是一个标准，定义了一个前后一致的模型， 依据这个模型，网络设备、系统和应用程序能显示有关它们自己的信息，并使这 些信息能被管理工具利用 CIM 能描述诸如桌面软件和硬件配置、CPU 封装块的 序列号以及某个特殊路由器端口上的流量水平等信息。 公共信息模型 CIM 是一个与具体实现无关的、用于描述管理信息的概念性 模型。CIM 分为两部分：CIM 规范（CIM Specification）和 CIM 模式（CI M Schema）。CIM 规范提供了模型的正式定义，它描述了语言、命名、元模 式和到其他管理模型（如 SNMP MIB）的映射技术；CIM 模式则给出了实际模 型的描述。CIM 模型由核心模型、公共模型和扩展模型三层构成。核心模型是 一系列类、连接和属性的集合，该对象组提供了所有管理域通用的基本信息模型； 公共模型提供特定管理域的通用信息模型，这些特定的管理域，如系统、应用程 序、网络和设备等；扩展模型代表通用模型的特定技术扩展。 CIM 采用面向对象的方式构建了一种新的适用于管理系统、网络的结构和 概念模型。CIM 建模是一种通用方法，它描述了 EMS 和 DMS 业务领域中的主 要对象类、类属性和类之间的关联关系，它采用面向对象特定管理域的 CIM 建 模是在核心模型和公共模型的基础上进行扩展的建模方法和 UML 描述方式，以 类图的形式进行直观的展现，提供了一个关于 EMS 和 DMS 信息的全面逻辑视 图，是一个代表电力企业所有主要对象的抽象模型。 随着电网企业应用系统集成和通信互联要求的提高，CIM 也不断的演化扩 展，超越了 EMS 和 DMS 的范围，覆盖更多的领域，如电能计划、备用、电力 市场和财务等业务领域，成为电力企业内统一的语义信息、模型，为企业应用集
成EAI的实现提供了包括集成模式和系统架构、规范的接口语义和语法等多种 标准技术模型[1]。 Q2:何为能源互联网？ 能源互联网是以互联网理念构建的新型信息一能源融合“广域网”，它以 大电网为“主干网”，以微网、分布式能源等能量自治单元为“局域网”，以开 放对等的信息一能源一体化架构真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用， 因此可以最大限度的适应新能源的接入。虽然能源形式多种多样，电能源仅仅是 能源的一种，但电能在能源传输效率等方面具有无法比拟的优势，未来能源基础 设施在传输方面的主体必然还是电网，因此未来能源互联网基本上是互联网式的 电网2]。 能源互联网是以电力系统为核心，以互联网及其他前沿信息技术为基础， 以分布式可再生能源为主要一次能源，与天然气网络、交通网络等其他系统紧密 耦合而形成的复杂多网流系统3]。 业界对“能源互联网”概念的认知主要分为两类：一类是“从能源生产端 到能源消费端，通过电网都连接起来，成为不同能源间互相物理连接的一张巨网”， 这类认知主要来自于电力界：另一类是“对能源产业进行互联网化，将能源赋予 新的数据信息属性，应用IPV6、大数据、云计算等互联网技术，动态调配能源 生产、传输和消费，提高整个能源产业的效率和能源使用的效率，避免巨大的能 源浪费及损失”。 互联网和能源结合后，首先各种设备将实现端对端的连接， 比如分布式能 源、楼宇管理系统、电动汽车、智能家居等。其次，能源互联网会接入巨量设备 并产生天量数据，对于数据的管理和利用会更智能化，系统内的发电设施，储能 设施，企业和家庭内每一台用能设备和电动汽车，都可以智能化。第三是服务。 现在电力等部分制造业的商业模式还是基于产品的，基于设备或者硬件。未来互 联网能够支持新的基于信息的能源互联网应用，比如电力消费者和电力生产者之
成 EAI 的实现提供了包括集成模式和系统架构、规范的接口语义和语法等多种 标准技术模型[1]。 Q2：何为能源互联网？ 能源互联网是以互联网理念构建的新型信息—能源融合“广域网”，它以 大电网为“主干网”，以微网、分布式能源等能量自治单元为“局域网”，以开 放对等的信息—能源一体化架构真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用， 因此可以最大限度的适应新能源的接入。虽然能源形式多种多样，电能源仅仅是 能源的一种，但电能在能源传输效率等方面具有无法比拟的优势，未来能源基础 设施在传输方面的主体必然还是电网，因此未来能源互联网基本上是互联网式的 电网[2]。 能源互联网是以电力系统为核心，以互联网及其他前沿信息技术为基础， 以分布式可再生能源为主要一次能源，与天然气网络、交通网络等其他系统紧密 耦合而形成的复杂多网流系统[3]。 业界对“能源互联网”概念的认知主要分为两类：一类是“从能源生产端 到能源消费端，通过电网都连接起来，成为不同能源间互相物理连接的一张巨网”， 这类认知主要来自于电力界；另一类是“对能源产业进行互联网化，将能源赋予 新的数据信息属性，应用 IPv6、大数据、云计算等互联网技术，动态调配能源 生产、传输和消费，提高整个能源产业的效率和能源使用的效率，避免巨大的能 源浪费及损失”。 互联网和能源结合后，首先各种设备将实现端对端的连接，比如分布式能 源、楼宇管理系统、电动汽车、智能家居等。其次，能源互联网会接入巨量设备 并产生天量数据，对于数据的管理和利用会更智能化，系统内的发电设施，储能 设施，企业和家庭内每一台用能设备和电动汽车，都可以智能化。第三是服务。 现在电力等部分制造业的商业模式还是基于产品的，基于设备或者硬件。未来互 联网能够支持新的基于信息的能源互联网应用，比如电力消费者和电力生产者之
间，以及消费者和消费者，生产者和生产者之间的信息共享，设施共享，即时合 作，费用实时和跨期分摊，动态电价和计费服务等。 总的来说，能源互联网由用能设备，包括楼宇能源管理系统、智能家居系 统、工业节能系统：储能设备，分布式储能单元电动汽车；微电网、输配电网、 电力交易市场等组成。 Q3:能源互联网的特点&关键技术 能源互联网区别于传统能源基础设施的本质特征包括如下所述的开放、互联、 对等和分享。 1.开放 互联网实现信息的随时随地接入与获取，主要取决于开放式的体系结构。能 源互联网要实现开放性需要可再生能源和储能、用能装置的“即插即用”。能源 互联网的发展要借鉴互联网的发展方式，走标准先行，应用驱动，进一步带动产 业和市场发展的道路。 2.互联 “局域网”与“广域网”的本质不同，在于“广域网”必须解决规模化开放 互联的问题，这就需要简洁易行的标准协议作为基础。“局域网”内部可以进行 多种能源形式的转换，可以进行风、光、储、用的平滑与协调，但“广域网”的 互联必须是建立在局域消纳的基础，形成简捷的能量交换方式，才可能实现大规 模互联。 3.对等 同传统电网自顶向下的树状结构相比，能源互联网的形成是能量自治单元之 间的对等互联。任意单元之间的连接是逻辑上的，真正的实现必须建立在分散路 由的基础之上。能量的传输应该是多次路由的结果，路由之间是解耦的，从而可
间，以及消费者和消费者，生产者和生产者之间的信息共享，设施共享，即时合 作，费用实时和跨期分摊，动态电价和计费服务等。 总的来说，能源互联网由用能设备，包括楼宇能源管理系统、智能家居系 统、工业节能系统；储能设备，分布式储能单元电动汽车；微电网、输配电网、 电力交易市场等组成。 Q3：能源互联网的特点&关键技术 能源互联网区别于传统能源基础设施的本质特征包括如下所述的开放、互联、 对等和分享。 1.开放 互联网实现信息的随时随地接入与获取，主要取决于开放式的体系结构。能 源互联网要实现开放性需要可再生能源和储能、用能装置的“即插即用”。能源 互联网的发展要借鉴互联网的发展方式，走标准先行，应用驱动，进一步带动产 业和市场发展的道路。 2.互联 “局域网”与“广域网”的本质不同，在于“广域网”必须解决规模化开放 互联的问题，这就需要简洁易行的标准协议作为基础。“局域网”内部可以进行 多种能源形式的转换，可以进行风、光、储、用的平滑与协调，但“广域网”的 互联必须是建立在局域消纳的基础，形成简捷的能量交换方式，才可能实现大规 模互联。 3.对等 同传统电网自顶向下的树状结构相比，能源互联网的形成是能量自治单元之 间的对等互联。任意单元之间的连接是逻辑上的，真正的实现必须建立在分散路 由的基础之上。能量的传输应该是多次路由的结果，路由之间是解耦的，从而可
以避免一系列安全稳定性问题；同时传输路由的路径之间可以是动态互为备用 的，在保证冗余和可靠性的同时不降低系统的利用率。 4.分享 分布、分散与分享也是能源互联网的主要特征。能源互联网没有中心化的 调度与管理。借鉴互联网应用中借助社交网络的信息分享机制，能源互联网中各 局域网间的能量交换与路由也都是就近实时动态进行的，以分散式的局部最优实 现全局能量管理的调度优化。 关键技术： 发展能源互联网需要解决6项关键技术：先进储能技术、固态变压器技术、 智能能量管理技术、智能故障管理技术、可靠安全通信技术和系统规划分析技术 [4] 这里，引出了我们需要讨论的问题，为了实现智能能量管理技术和信息交 互的有效进行，我们有必要研究CM(公共信息模型)在能源互联网中的应用 Q4:CIM在能量管理系统 (EMS)中的作用 如前所述，在能源互联网中，为了实现智能能量管理技术和信息交互的有 效进行，我们需要研究能量管理系统(EMS)的运用。 电力系统自动化正在向着网络化、集成化的方向发展。公共信息模型(C IM)是能量管理系统(EMS)应用程序接口标准IEC的一部分。CIM 是一个抽象模型，采用应用程序通用的方法来构建电网网络设备、EMS和应用 程序中所有主要对象，显示其自身信息，并使这些信息能被管理工具所利用。 CIM作为一种面向对象的信息模型，采用了统一建模语言(Unified Modeling Language简称UML)的标记。因此EMS设计人员可以进行面向对 象的可视化建模。我们可以通过定义类、类的属性和方法、以及它们之间的各种 关系来建立电力信息模型[]
以避免一系列安全稳定性问题; 同时传输路由的路径之间可以是动态互为备用 的，在保证冗余和可靠性的同时不降低系统的利用率。 4.分享 分布、分散与分享也是能源互联网的主要特征。能源互联网没有中心化的 调度与管理。借鉴互联网应用中借助社交网络的信息分享机制，能源互联网中各 局域网间的能量交换与路由也都是就近实时动态进行的，以分散式的局部最优实 现全局能量管理的调度优化。 关键技术： 发展能源互联网需要解决 6 项关键技术: 先进储能技术、固态变压器技术、 智能能量管理技术、智能故障管理技术、可靠安全通信技术和系统规划分析技术 [4]。 这里，引出了我们需要讨论的问题，为了实现智能能量管理技术和信息交 互的有效进行，我们有必要研究 CIM（公共信息模型）在能源互联网中的应用 Q4：CIM 在能量管理系统（EMS）中的作用 如前所述，在能源互联网中，为了实现智能能量管理技术和信息交互的有 效进行，我们需要研究能量管理系统（EMS）的运用。 电力系统自动化正在向着网络化、集成化的方向发展。公共信息模型（Ｃ ＩＭ）是能量管理系统（ＥＭＳ）应用程序接口标准ＩＥＣ的一部分。ＣＩＭ 是一个抽象模型，采用应用程序通用的方法来构建电网网络设备、ＥＭＳ和应用 程序中所有主要对象，显示其自身信息，并使这些信息能被管理工具所利用[5]。 CIM 作为一种面向对象的信息模型，采用了统一建模语言((Unified Modeling Language 简称 UML)的标记。因此 EMS 设计人员可以进行面向对 象的可视化建模。我们可以通过定义类、类的属性和方法、以及它们之间的各种 关系来建立电力信息模型[6]
通过CIM类图，我们不仅可以描述电力系统中各种对象，还可以描述 它们之间的各种静态关系。其中有三种主要的静态关系：泛化、简单关联、聚集。 Q5:CIM在能源互联网能量管理系统(EMS) 中的具体应用 Part1: CIM是描述电力企业中主要实体对象的抽象模型，是企业业务领域的核心 语义模型，属于技术和平台无关模型；而它的应用则是具体的，需要借助特别的 技术。而目前CIM的应用有赖于XML,RDF,XML Schema,WebServic es, SOA和ESBI。 具体来说，CIM在电力系统应用模式、资产管理、应用集成和调度编码中 有重要的应用。 Part2: 由前所述，储能设备，分布式储能单元电动汽车；微电网、输配电网、电力 交易市场是能源互联网的重要组成部分。 其中，微电网是一个相对于传统大电网而言的概念，是指分布式发电单元(D ER)、储能装置和负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过开关设备连接 到常规电网。微电网能够有效利用各种分布式电源，充分消纳新能源发电，并可 同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求，是能源互联网中重要的组成部分 本文主要研究CIM在微网中的具体应用
通过 CIM 类图，我们不仅可以描述电力系统中各种对象，还可以描述 它们之间的各种静态关系。其中有三种主要的静态关系:泛化、简单关联、聚集。 Q5：CIM 在能源互联网能量管理系统（EMS） 中的具体应用 Part1： CIM 是描述电力企业中主要实体对象的抽象模型，是企业业务领域的核心 语义模型，属于技术和平台无关模型;而它的应用则是具体的，需要借助特别的 技术。而目前 CIM 的应用有赖于 XML, RDF, XML Schema, WebServic es, SOA 和 ESB [1]。 具体来说，CIM 在电力系统应用模式、资产管理、应用集成和调度编码中 有重要的应用。 Part2： 由前所述，储能设备，分布式储能单元电动汽车；微电网、输配电网、电力 交易市场是能源互联网的重要组成部分。 其中，微电网是一个相对于传统大电网而言的概念，是指分布式发电单元（Ｄ ＥＲ）、储能装置和负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过开关设备连接 到常规电网。微电网能够有效利用各种分布式电源，充分消纳新能源发电，并可 同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求，是能源互联网中重要的组成部分。 本文主要研究 CIM 在微网中的具体应用