IEC 61970-302:2024
(Main)Energy management system application program interface (EMS-API) - Part 302: Common information model (CIM) dynamics
Energy management system application program interface (EMS-API) - Part 302: Common information model (CIM) dynamics
IEC 61970-302:2024 specifies a Dynamics package which contains part of the CIM to support the exchange of models between software applications that perform analysis of the steady-state stability (small-signal stability) or transient stability of a power system as defined by IEEE / CIGRE, Definition and classification of power system stability IEEE/CIGRE joint task force on stability terms and definitions.
The model descriptions in this document provide specifications for each type of dynamic model as well as the information that needs to be included in dynamic case exchanges between planning/study applications.
The scope of the CIM Dynamics package specified in this document includes:
• standard models: a simplified approach to describing dynamic models, where models representing dynamic behaviour of elements of the power system are contained in predefined libraries of classes which are interconnected in a standard manner. Only the names of the selected elements of the models along with their attributes are needed to describe dynamic behaviour.
• proprietary user-defined models: an approach providing users the ability to define the parameters of a dynamic behaviour model representing a vendor or user proprietary device where an explicit description of the model is not provided by this document. The same libraries and standard interconnections are used for both proprietary user-defined models and standard models. The behavioural details of the model are not documented in this document, only the model parameters.
• A model to enable exchange of models’ descriptions. This approach can be used to describe user defined and standard models.
• A model to enable exchange of simulation results.
This second edition cancels and replaces the first edition published in 2018. This edition constitutes a technical revision.
This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous edition:
a) The majority of issues detected in IEC 61970-302:2018 are addressed;
b) IEEE 421.5-2016 on Excitation systems is fully covered;
c) The IEEE turbine report from 2013 was considered and as a result a number of gas, steam and hydro turbines/governors are added;
d) IEC 61400-27-1:2020 on wind turbines is fully incorporated;
e) WECC Inverter-Based Resource (IBR) models, Hybrid STATCOM models and storage models are added;
f) The user defined models are enhanced with a model which enables modelling of detailed dynamic model;
g) A model to enable exchange of simulation results is added;
h) The work on the HVDC models is not complete. The HVDC dynamics models are a complex domain in which there are no models that are approved or widely recognised on international level, i.e. there are only project-based models. At this stage IEC 61970-302:2022 only specifies some general classes. However, it is recognised that better coverage of HVDC will require a further edition of this document;
i) Models from IEEE 1547-2018 "IEEE Standard for Interconnection and Interoperability of Distributed Energy Resources with Associated Electric Power Systems Interfaces" are added.
j) Statements have been added to certain figures, tables, schemas, and enumerations throughout the document that indicate that they are reproduced with the permission of the UCA International User Group (UCAIug). These items are derived from the CIM.
Interface de programmation d'application pour système de gestion d'énergie (EMS-API) - Partie 302: Régimes dynamiques de modèle d'information commun (CIM)
IEC 61970-302:2024 spécifie un paquetage dynamique (Dynamics) contenant des extensions du modèle d'information commun (CIM). Il s'agit d'assurer l'échange des modèles entre les applications logicielles qui procèdent à l'analyse de la stabilité en régime établi (stabilité en petits signaux) ou de la stabilité transitoire d'un système de puissance comme cela est défini dans le document Definition and classification of power system stability (Définition et classification de la stabilité des systèmes de puissance) du groupe de travail commun IEEE/CIGRE sur les termes et définitions relatifs à la stabilité.
Les descriptions de modèles indiquées dans le présent document donnent des spécifications pour chaque type de modèle dynamique, ainsi que des informations qui doivent être incluses dans les échanges de cas dynamiques entre les applications de planification/d'étude.
Le domaine d'application du paquetage CIM Dynamics spécifié dans le présent document inclut:
• des modèles normalisés: une approche simplifiée qui vise à décrire des modèles dynamiques, les modèles représentant le comportement dynamique des éléments du système de puissance qui sont contenus dans des bibliothèques prédéfinies de classes interconnectées de manière normalisée. Seuls les noms des éléments sélectionnés des modèles, accompagnés de leurs attributs, sont nécessaires à la description du comportement dynamique;
• des modèles propriétaires définis par l'utilisateur: approche qui donne à l'utilisateur la possibilité de définir les paramètres d'un modèle de comportement dynamique représentant le dispositif propriétaire d'un fournisseur ou d'un utilisateur lorsque le présent document ne donne pas de description explicite du modèle. Les mêmes bibliothèques et interconnexions normalisées sont utilisées tant pour les modèles propriétaires définis par l'utilisateur que pour les modèles normalisés. Les détails comportementaux du modèle ne sont pas documentés dans le présent document, seuls les paramètres du modèle le sont;
• un modèle d'échange des descriptions des modèles. Cette approche peut être utilisée pour décrire les modèles définis par l'utilisateur et les modèles normalisés;
• un modèle d'échange des résultats de simulation.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition parue en 2018. Cette édition constitue une révision technique.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l'édition précédente:
a) la majeure partie des problèmes détectés dans l'IEC 61970-302:2018 ont été résolus;
b) l’IEEE 421.5-2016 relative aux systèmes d'excitation est intégralement couverte;
c) le rapport IEEE sur les turbines publié en 2013 a été pris en considération et, à ce titre, un certain nombre de turbines/régulateurs à vapeur, à gaz et hydrauliques ont été ajoutés;
d) l’IEC 61400-27-1:2020 relative aux éoliennes est totalement intégrée;
e) des modèles de ressources fondées sur les onduleurs (IBR - Inverter based Resource), des modèles STATCOM hybrides et des modèles de stockage WECC ont été ajoutés;
f) les modèles définis par l'utilisateur ont été améliorés avec un modèle de modélisation de modèle dynamique détaillé;
g) un modèle d'échange des résultats de simulation a été ajouté;
h) le travail réalisé sur les modèles CCHT n'est pas terminé. Les modèles de régimes dynamiques CCHT sont un domaine complexe dans lequel aucun modèle n'est approuvé ou ne fait l'objet d'un consensus au niveau mondial, c'est-à-dire qu'il ne s'agit que de modèles à l'état de projet. À ce stade, l'IEC 61970-302:2022 ne spécifie que certaines classes générales. Toutefois, il est reconnu qu'une meilleure couverture de CCHT implique une prochaine édition du présent document;
i) les modèles de l'IEEE 1547-2018 "IEEE Standard for Interconnection and Interoperability of Distributed Energy Resources with Associated Electric Power Systems Interfaces" sont ajoutés;
j) Les experts de l’IEC et les experts techniques procèdent actuellement à la
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
IEC 61970-302 ®
Edition 2.0 2024-01
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Energy management system application program interface (EMS-API) –
Part 302: Common information model (CIM) dynamics
Interface de programmation d'application pour système de gestion d'énergie
(EMS-API) –
Partie 302: Régimes dynamiques de modèle d'information commun (CIM)
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Partie 302: Régimes dynamiques de modèle d'information commun (CIM)
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 33.200 ISBN 978-2-8322-4270-4
– 2 – IEC 61970-302:2024 © IEC 2024
CONTENTS
FOREWORD . 36
INTRODUCTION . 38
1 Scope . 39
2 Normative references . 40
3 Terms and definitions . 40
4 CIM Dynamics specification . 41
4.1 General . 41
4.2 Document structure . 43
5 Common Information Model Dynamics package . 43
5.1 General . 43
5.2 Package StandardInterconnections . 43
5.2.1 General . 43
5.2.2 RemoteInputSignal . 53
5.2.3 RemoteSignalKind enumeration . 54
5.2.4 Package WindModels . 55
5.3 Package StandardModels . 64
5.3.1 General . 64
5.3.2 DynamicsFunctionBlock . 64
5.3.3 RotatingMachineDynamics . 65
5.3.4 Package SynchronousMachineDynamics . 66
5.3.5 Package AsynchronousMachineDynamics . 99
5.3.6 Package TurbineGovernorDynamics . 108
5.3.7 Package TurbineLoadControllerDynamics . 255
5.3.8 Package MechanicalLoadDynamics . 260
5.3.9 Package ExcitationSystemDynamics. 264
5.3.10 Package OverexcitationLimiterDynamics . 458
5.3.11 Package UnderexcitationLimiterDynamics . 475
5.3.12 Package PowerSystemStabilizerDynamics. 489
5.3.13 Package DiscontinuousExcitationControlDynamics . 544
5.3.14 Package PFVArControllerType1Dynamics . 551
5.3.15 Package PFVArControllerType2Dynamics . 558
5.3.16 Package VoltageAdjusterDynamics . 567
5.3.17 Package VoltageCompensatorDynamics . 571
5.3.18 Package WindDynamics . 577
5.3.19 Package WindDynamicsEd2 . 627
5.3.20 Package LoadDynamics. 686
5.3.21 Package HVDCDynamics . 709
5.3.22 Package RelayDynamics . 713
5.3.23 Package StatorCurrentLimiterDynamics . 718
5.3.24 Package StaticVarCompensatorDynamics . 726
5.3.25 Package ShuntCompensatorDynamics . 741
5.3.26 Package StatcomDynamics . 743
5.3.27 Package WECCDynamics . 747
5.3.28 Package IEEE1547Dynamics . 797
5.4 Package UserDefinedModels . 817
5.4.1 General . 817
5.4.2 SynchronousMachineUserDefined . 818
5.4.3 AsynchronousMachineUserDefined . 820
5.4.4 TurbineGovernorUserDefined . 821
5.4.5 TurbineLoadControllerUserDefined . 822
5.4.6 MechanicalLoadUserDefined . 823
5.4.7 ExcitationSystemUserDefined . 825
5.4.8 OverexcitationLimiterUserDefined . 826
5.4.9 UnderexcitationLimiterUserDefined . 827
5.4.10 PowerSystemStabilizerUserDefined . 828
5.4.11 DiscontinuousExcitationControlUserDefined . 829
5.4.12 PFVArControllerType1UserDefined . 831
5.4.13 VoltageAdjusterUserDefined . 832
5.4.14 PFVArControllerType2UserDefined . 833
5.4.15 VoltageCompensatorUserDefined . 834
5.4.16 LoadUserDefined . 835
5.4.17 WindType1or2UserDefined . 836
5.4.18 WindType3or4UserDefined . 837
5.4.19 WindPlantUserDefined . 838
5.4.20 CSCUserDefined . 840
5.4.21 VSCUserDefined . 841
5.4.22 SVCUserDefined . 842
5.4.23 StatorCurrentLimiterUserDefined . 843
5.4.24 ShuntCompensatorUserDefined . 844
5.4.25 ProprietaryParameterDynamics root class . 845
5.4.26 StatcomUserDefined . 846
5.4.27 HVDCInterconnectionUserDefined . 847
5.4.28 RelayUserDefined . 849
5.5 Package DetailedModelDescription . 850
5.5.1 General . 850
5.5.2 DetailedModelTypeDynamics . 851
5.5.3 DetailedModelDescri
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.