IEC 61970-456:2021

Energy management system application program interface (EMS-API) - Part 456: Solved power system state profiles

IEC 61970-456:2021 belongs to the IEC 61970-450 to IEC 61970-499 series that, taken as a whole, defines at an abstract level the content and exchange mechanisms used for data transmitted between power system analyses applications, control centres and/or control centre components.
The purpose of this document is to rigorously define the subset of classes, class attributes, and roles from the CIM necessary to describe the result of state estimation, power flow and other similar applications that produce a steady-state solution of a power network, under a set of use cases which are included informatively in this document.
This document is intended for two distinct audiences, data producers and data recipients, and can be read from those two perspectives. From the standpoint of model export software used by a data producer, the document defines how a producer may describe an instance of a network case in order to make it available to some other program. From the standpoint of a consumer, the document defines what that importing software must be able to interpret in order to consume power flow cases.
There are many different use cases for which use of this document is expected and they differ in the way that the document will be applied in each case. Implementers are expected to consider what use cases they wish to cover in order to know the extent of different options they must cover. As an example, the profiles defined in this document will be used in some cases to exchange starting conditions rather than solved conditions, so if this is an important use case, it means that a consumer application needs to be able to handle an unsolved state as well as one which has met some solution criteria.
This third edition cancels and replaces the second edition published in 2018. This edition constitutes a technical revision. It is based on the IEC 61970 UML version ‘IEC61970CIM17v40’, dated 2020-08-24.
This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous edition:
a) Updated to support CIM17 (IEC 61970-301:2020+AMD1) and align with IEC 61970‑452:ED4.
b) The classes PowerElectronicsConnection, PowerElectronicsUnit and PowerElectronicsWindUnit are added to the Steady State Hypothesis (SSH) profile to match the changes done for Edition 4 of IEC 61970-452 , Core Equipment profile.
c) Added relevant terms used in this document.
d) Clarified use of Equipment.inService and Equipment.normallyInService.

Interface de programmation d'application pour système de gestion d'énergie (EMS-API) - Partie 456: Profils d'état de réseaux électriques résolus

IEC 61970-456:2021 appartient aux séries IEC 61970-450 à IEC 61970-499 qui, considérées dans leur ensemble, définissent à un niveau abstrait le contenu et les mécanismes d'échange utilisés pour les données transmises entre des applications d’analyses de réseaux électriques, des centres de conduite et/ou des composants de centre de conduite.
Le présent document a pour objet de définir de façon rigoureuse le sous-ensemble de classes, les attributs de classe et les rôles du CIM, nécessaires pour décrire le résultat de l'estimation d'état, du calcul de répartition et d'autres applications analogues qui produisent une solution en régime établi d'un réseau électrique dans un ensemble de cas d'utilisation inclus à titre informatif dans le présent document.
Le présent document s'adresse à deux destinataires distincts, les producteurs de données et les destinataires de données. Il peut être interprété selon ces deux points de vue. Du point de vue du logiciel d'exportation des modèles utilisé par un producteur de données, le présent document présente la façon dont un producteur peut décrire une instance d'un cas de réseau pour le rendre accessible à un autre programme. Du point de vue du client, le document définit ce que ce logiciel d'importation doit être capable d'interpréter afin de pouvoir absorber les cas de calcul de répartition.
Il existe un grand nombre de cas d'utilisation pour lesquels l'utilisation du présent document est prévue et ils diffèrent dans la manière dont le document est appliqué dans chaque cas. Il est prévu que les personnes chargées de la mise en œuvre envisagent les cas d'utilisation qu'ils souhaitent traiter afin de connaître l'étendue des différentes options qu'ils doivent traiter. Par exemple, le profil définit dans le présent document est utilisé dans certains cas pour échanger des conditions initiales plutôt que des conditions résolues, de sorte que s'il s'agit d'un cas d'utilisation important, cela signifie qu’il est nécessaire qu’une application du client soit capable de traiter un état non résolu ainsi qu'un état qui a satisfait à certains critères de solution.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition parue en 2018. Cette édition constitue une révision technique. Elle est fondée sur la version UML de l’IEC 61970 ʺIEC61970CIM17v40ʺ datée du 2020-08-24.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l'édition précédente:
a) mise à jour pour prendre en charge le CIM17 (IEC 61970-301:2020+AMD1) et s'aligner sur l'IEC 61970-452:ED4;
b) les classes PowerElectronicsConnection, PowerElectronicsUnit et PowerElectronicsWindUnit sont ajoutées au profil SSH (Steady State Hypothesis) pour correspondre aux modifications apportées au profil CoreEquipment de l’édition 4 de l’IEC 61970-452 ;
c) ajout des termes pertinents utilisés dans le présent document;
d) clarification de l'utilisation de Equipment.inService et de Equipment.normallyInService.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 14-Dec-2021
• 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: PPUB - Publication issued
• Start Date: 03-Dec-2021
• Completion Date: 15-Dec-2021

Relations

• Revises: IEC 61970-456:2018 - Energy management system application program interface (EMS-API) - Part 456: Solved power system state profiles
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 61970-456 ®
Edition 3.0 2021-12
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Energy management system application program interface (EMS-API) –
Part 456: Solved power system state profiles

Interface de programmation d'application pour système de gestion d'énergie
(EMS-API) –
Partie 456: Profils d'état de réseaux électriques résolus

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Part 456: Solved power system state profiles

Interface de programmation d'application pour système de gestion d'énergie

(EMS-API) –
Partie 456: Profils d'état de réseaux électriques résolus

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 33.200 ISBN 978-2-8322-1046-1

– 2 – IEC 61970-456:2021 © IEC 2021
CONTENTS
FOREWORD . 10
INTRODUCTION . 12
1 Scope . 13
2 Normative references . 13
3 Terms and definitions . 13
4 Profile specification . 15
4.1 General . 15
4.1.1 General . 15
4.1.2 Steady state hypothesis profile . 15
4.1.3 Topology profile . 16
4.1.4 State variables profile . 16
4.2 Requirements and constraints . 16
5 Overview . 21
5.1 General . 21
5.2 Modelling authorities . 22
5.3 Profile relationships . 24
5.4 Connectivity model. 25
6 Use cases . 26
6.1 Overview. 26
6.2 EMS network analysis integration . 28
6.3 Power flow based network analysis . 28
6.4 Model partitioning and boundary modelling . 29
6.4.1 General . 29
6.4.2 Network model boundaries . 30
6.4.3 Network parts and model merge . 31
6.4.4 Partitioning of a merged model . 33
7 Data model with CIMXML examples . 34
7.1 Topology processing . 34
7.1.1 Overview . 34
7.1.2 Bus-branch and node-breaker models . 34
8 Detailed Profile specification . 36
8.1 General . 36
8.2 Package SteadyStateHypothesisProfile. 36
8.2.1 General . 36
8.2.2 (abstract) ACDCConverter . 41
8.2.3 (Description) ACDCConverterDCTerminal . 41
8.2.4 (abstract) ACDCTerminal . 42
8.2.5 (Description) ActivePowerLimit . 42
8.2.6 (Description) ApparentPowerLimit . 42
8.2.7 (Description) AsynchronousMachine . 43
8.2.8 (Description) BatteryUnit. 43
8.2.9 (Description) Breaker . 43
8.2.10 (abstract) ConductingEquipment . 44
8.2.11 (Description) ConformLoad . 44
8.2.12 (Description) ControlArea . 44
8.2.13 (Description) CsConverter . 45

8.2.14 (Description) CurrentLimit . 46
8.2.15 (abstract) DCBaseTerminal . 47
8.2.16 (Description) DCTerminal . 47
8.2.17 (Description) Disconnector. 47
8.2.18 (Description) DisconnectingCircuitBreaker . 48
8.2.19 (abstract) EnergyConnection . 48
8.2.20 (Description) EnergyConsumer . 48
8.2.21 (Description) EnergySource . 49
8.2.22 Equipment . 50
8.2.23 (abstract) EquivalentEquipment . 50
8.2.24 (Description) EquivalentInjection . 50
8.2.25 (Description) ExternalNetworkInjection . 51
8.2.26 (Description) Fuse . 51
8.2.27 (Description) GeneratingUnit . 52
8.2.28 (Description) GroundDisconnector . 52
8.2.29 (Description) HydroGeneratingUnit . 53
8.2.30 (abstract) IdentifiedObject root class . 53
8.2.31 (Description) Jumper . 53
8.2.32 (Description) LinearShuntCompensator . 54
8.2.33 (Description) LoadBreakSwitch . 54
8.2.34 (Description) NonConformLoad . 54
8.2.35 (Description) NonlinearShuntCompensator . 55
8.2.36 (Description) NuclearGeneratingUnit . 55
8.2.37 (abstract) OperationalLimit . 55
8.2.38 (abstract) PhaseTapChanger . 56
8.2.39 (Description) PhaseTapChangerAsymmetrical . 56
8.2.40 (Description) PhaseTapChangerLinear . 57
8.2.41 (abstract) PhaseTapChangerNonLinear . 57
8.2.42
...