IEC 61970-301:2011

Energy management system application program interface (EMS-API) - Part 301: Common information model (CIM) base

IEC 61970-301:2011 deals with the common information model (CIM), an abstract model that represents all the major objects in an electric utility enterprise typically involved in utility operations. The object classes represented in the CIM are abstract in nature and may be used in a wide variety of applications. The use of the CIM goes far beyond its application in an EMS. This standard should be understood as a tool to enable integration in any domain where a common power system model is needed to facilitate interoperability and plug compatibility between applications and systems independent of any particular implementation. Major changes from the second edition include the following:
- Addition of regulation control models;
- new "OperationalLimits" package for equipment ratings;
- addition of partial ownership specification;
- enhancement of LoadResponseCharacteristic;
- change from non-SI units to SI units.

Interface de programmation d'application pour système de gestion d'énergie (EMS-API) - Partie 301: Base de modèle d'information commun (CIM)

La CEI 61970-301:2011 traite du modèle d'information commun (CIM), un modèle abstrait qui représente tous les objets principaux d'une entreprise de service public de distribution d'électricité habituellement impliqués dans les opérations de l'entreprise. Les classes d'objets représentées dans le CIM sont de nature abstraite et peuvent être utilisées dans une large gamme d'applications. L'utilisation du CIM n'est pas limitée à son application dans un EMS. Il convient que cette norme soit comprise comme un outil permettant l'intégration dans tout domaine où un modèle commun de réseau est nécessaire pour faciliter l'interopérabilité et la compatibilité de connexion entre des applications et des systèmes indépendants de toute implémentation particulière. Les principales modifications par rapport à la deuxième édition sont les suivantes:
- ajout des modèles de commande de régulation;
- nouveau paquetage "OperationalLimits";
- ajout d'une spécification relative à la propriété partielle;
- renforcement de la classe LoadResponseCharacteristic;
- changement des unités non-SI en unités SI.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 25-Aug-2011
• ICS: 33.200 - Telecontrol. Telemetering
• Technical Committee: TC 57 - Power systems management and associated information exchange
• Drafting Committee: WG 13 - TC 57/WG 13
• Current Stage: DELPUB - Deleted Publication
• Completion Date: 23-May-2013

Relations

• Revises: IEC 61970-301:2009 - Energy management system application program interface (EMS-API) - Part 301: Common information model (CIM) base
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revised: IEC 61970-301:2013 - Energy management system application program interface (EMS-API) - Part 301: Common information model (CIM) base
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 61970-301
®

Edition 3.0 2011-08
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
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inside


Energy management system application program interface (EMS-API) –
Part 301: Common information model (CIM) base

Interface de programmation d'application pour système de gestion d'énergie
(EMS-API) –
Partie 301: Base de modèle d'information commun (CIM)

IEC 61970-301:2011

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Copyright © 2011 IEC, Geneva, Switzerland

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IEC 61970-301
®
Edition 3.0 2011-08
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
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Energy management system application program interface (EMS-API) –
Part 301: Common information model (CIM) base

Interface de programmation d'application pour système de gestion d'énergie
(EMS-API) –
Partie 301: Base de modèle d'information commun (CIM)
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
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INTERNATIONALE
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CODE PRIX
ICS 33.200 ISBN 978-2-88912-669-9
® Registered trademark of the International Electrotechnical Commission
Marque déposée de la Commission Electrotechnique Internationale

---------------------- Page: 3 ----------------------
– 2 – 61970-301 © IEC:2011
CONTENTS
FOREWORD . 12
INTRODUCTION . 14
1 Scope . 16
2 Normative references . 16
3 Terms and definitions . 17
4 CIM specification . 17
4.1 CIM modeling notation . 17
4.2 CIM packages . 17
4.2.1 CIM packages overview . 17
4.2.2 Domain . 19
4.2.3 Core . 20
4.2.4 OperationalLimits . 20
4.2.5 Topology . 20
4.2.6 Wires . 20
4.2.7 Generation . 20
4.2.8 LoadModel. 20
4.2.9 Outage . 20
4.2.10 Protection . 21
4.2.11 Equivalents. 21
4.2.12 Meas . 21
4.2.13 SCADA . 21
4.2.14 ControlArea . 21
4.2.15 Contingency . 21
4.3 CIM classes and relationships . 21
4.3.1 Classes . 21
4.3.2 Generalization . 22
4.3.3 Simple association . 23
4.3.4 Aggregation . 24
4.4 CIM model concepts and examples . 24
4.4.1 Concepts . 24
4.4.2 Containment, equipment hierarchies and naming . 24
4.4.3 Connectivity model . 26
4.4.4 Inheritance hierarchy . 29
4.4.5 Transformer model . 30
4.4.6 Measurements and controls . 32
4.4.7 Regulating control models . 36
4.5 Modeling guidelines . 36
4.5.1 Modeling for change . 36
4.5.2 Process for amendments to the CIM . 37
4.5.3 Changes to the CIM UML model . 37
4.5.4 Changes to the CIM standards documents . 37
4.5.5 CIM profiles . 37
4.6 Modeling tools . 38
4.7 User implementation conventions . 38
4.7.1 Conventions beyond UML . 38
4.7.2 Number of Terminals for ConductingEquipment objects . 38
4.8 CIM modeling examples . 38

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61970-301 © IEC:2011 – 3 –
5 Detailed model . 39
5.1 Overview . 39
5.2 Context . 39
6 Package architecture (normative) . 41
6.1 IEC 61970 . 41
6.1.1 IEC 61970 package summary . 41
6.1.2 IEC 61970CIMVersion . 41
6.2 Domain. 42
6.2.1 Domain package summary . 42
6.2.2 AbsoluteDate Datatype . 46
6.2.3 AbsoluteDateTime Datatype . 46
6.2.4 ActivePower Datatype . 46
6.2.5 ActivePowerChangeRate Datatype . 47
6.2.6 Admittance Datatype . 47
6.2.7 AngleDegrees Datatype . 47
6.2.8 AngleRadians Datatype . 47
6.2.9 ApparentPower Datatype . 47
6.2.10 Boolean Primitive . 47
6.2.11 Capacitance Datatype . 48
6.2.12 Conductance Datatype . 48
6.2.13 CostPerEnergyUnit Datatype . 48
6.2.14 CostRate Datatype . 48
6.2.15 Currency enumeration . 48
6.2.16 CurrentFlow Datatype . 49
6.2.17 Damping Datatype . 49
6.2.18 Float Primitive . 49
6.2.19 FloatQuantity Datatype . 49
6.2.20 Frequency Datatype . 50
6.2.21 Hours Datatype . 50
6.2.22 Impedance Datatype . 50
6.2.23 Inductance Datatype . 50
6.2.24 Integer Primitive . 50
6.2.25 IntegerQuantity Datatype . 51
6.2.26 KWActivePower Datatype . 51
6.2.27 LongLength Datatype . 51
6.2.28 Minutes Datatype. 51
6.2.29 MonetaryAmountPerEnergyUnit enumeration . 51
6.2.30 MonetaryAmountPerHeatUnit enumeration . 51
6.2.31 MonetaryAmountRate enumeration . 52
6.2.32 Money Datatype . 52
6.2.33 PerCent Datatype . 52
6.2.34 Pressure Datatype . 52
6.2.35 PU Datatype . 52
6.2.36 Reactance Datatype . 53
6.2.37 ReactivePower Datatype . 53
6.2.38 RealEnergy Datatype . 53
6.2.39 Resistance Datatype. 53
6.2.40 RotationSpeed Datatype . 53
6.2.41 Seconds Datatype . 54

---------------------- Page: 5 ----------------------
– 4 – 61970-301 © IEC:2011
6.2.42 ShortLength Datatype . 54
6.2.43 String Primitive . 54
6.2.44 StringQuantity Datatype . 54
6.2.45 Susceptance Datatype . 54
6.2.46 Temperature Datatype . 55
6.2.47 UnitMultiplier enumeration . 55
6.2.48 UnitSymbol enumeration . 55
6.2.49 Voltage Datatype . 56
6.2.50 VoltagePerReactivePower Datatype . 56
6.2.51 Volume Datatype . 56
6.2.52 WaterLevel Datatype . 57
6.2.53 Weight Datatype . 57
6.3 Core . 57
6.3.1 Core package summary . 57
6.3.2 BasePower . 62
6.3.3 BaseVoltage . 62
6.3.4 BasicIntervalSchedule . 62
6.3.5 Bay . 63
6.3.6 BreakerConfiguration Enumeration . 64
6.3.7 BusbarConfiguration Enumeration . 64
6.3.8 Company . 64
6.3.9 CompanyType enumeration . 65
6.3.10 ConductingEquipment . 65
6.3.11 ConnectivityNodeContainer . 66
6.3.12 Curve . 66
6.3.13 CurveData . 67
6.3.14 CurveStyle enumeration . 67
6.3.15 Equipment . 68
6.3.16 EquipmentContainer . 68
6.3.17 GeographicalRegion . 69
6.3.18 IdentifiedObject . 70
6.3.19 IrregularIntervalSchedule. 70
6.3.20 IrregularTimePoint . 71
6.3.21 ModelingAuthority . 71
6.3.22 ModelingAuthoritySet . 72
6.3.23 OperatingParticipant . 72
6.3.24 OperatingShare . 73
6.3.25 PhaseCode enumeration . 73
6.3.26 PowerSystemResource . 74
6.3.27 PsrList . 75
6.3.28 PSRType . 75
6.3.29 RegularIntervalSchedule . 76
6.3.30 RegularTimePoint . 76
6.3.31 ReportingGroup . 77
6.3.32 ReportingSuperGroup . 77
6.3.33 SubGeographicalRegion . 78
6.3.34 Substation . 78
6.3.35 Terminal . 79
6.3.36 Unit . 80

---------------------- Page: 6 ----------------------
61970-301 © IEC:2011 – 5 –
6.3.37 VoltageLevel . 81
6.4 OperationalLimits . 82
6.4.1 OperationalLimits package summary . 82
6.4.2 ActivePowerLimit . 83
6.4.3 ApparentPowerLimit . 84
6.4.4 BranchGroup . 84
6.4.5 BranchGroupTerminal . 85
6.4.6 CurrentLimit. 85
6.4.7 OperationalLimit . 85
6.4.8 OperationalLimitDirectionKind enumeration . 86
6.4.9 OperationalLimitSet . 86
6.4.10 OperationalLimitType . 87
6.4.11 VoltageLimit . 87
6.5 Topology . 88
6.5.1 Topology package summary . 88
6.5.2 BusNameMarker . 91
6.5.3 ConnectivityNode . 92
6.5.4 TopologicalIsland . 93
6.5.5 TopologicalNode . 93
6.6 Wires . 94
6.6.1 Wires package summary . 94
6.6.2 ACLineSegment. 104
6.6.3 Breaker . 105
6.6.4 BusbarSection . 106
6.6.5 CompositeSwitch . 107
6.6.6 CompositeSwitchType Datatype . 108
6.6.7 Conductor . 108
6.6.8 ConductorType . 109
6.6.9 Connector . 110
6.6.10 CoolantType enumeration . 111
6.6.11 DCLineSegment . 111
6.6.12 Disconnector . 112
6.6.13 EnergyConsumer . 113
6.6.14 EnergySource . 114
6.6.15 FrequencyConverter . 115
6.6.16 Fuse . 116
6.6.17 Ground . 117
6.6.18 GroundDisconnector . 118
6.6.19 HeatExchanger . 118
6.6.20 Jumper . 119
6.6.21 Junction . 120
6.6.22 Line . 121
6.6.23 LoadBreakSwitch . 122
6.6.24 MutualCoupling . 123
6.6.25 OperatingMode Datatype . 123
6.6.26 Plant . 124
6.6.27 PowerTransformer . 124
6.6.28 ProtectedSwitch . 125
6.6.29 ReactiveCapabilityCurve . 126

---------------------- Page: 7 ----------------------
– 6 – 61970-301 © IEC:2011
6.6.30 RectifierInverter . 127
6.6.31 RegulatingCondEq . 128
6.6.32 RegulatingControl . 129
6.6.33 RegulatingControlModeKind enumeration . 130
6.6.34 RegulationSchedule. 130
6.6.35 SeriesCompensator . 131
6.6.36 ShuntCompensator . 132
6.6.37 StaticVarCompensator . 133
6.6.38 SVCControlMode enumeration . 134
6.6.39 Switch . 134
6.6.40 SynchronousMachine . 135
6.6.41 SynchronousMachineOperatingMode enumeration . 138
6.6.42 SynchronousMachineType enumeration. 138
6.6.43 TapChanger . 138
6.6.44 TapChangerKind enumeration .
...