CIM Cache
Status des Moduls
- Steckbrief zur Diskussion
- Workshop in Vorbereitung
- Spezifikation in Erarbeitung
- Spezifikation in QS-Prüfung
- Modul in Ausschreibung
- Vergabeverhandlungen laufen
- Umsetzung freigegeben
- MODUL IN ENTWICKLUNG
- MODUL FERTIG
Der CIM Cache bietet einen standardisierten Zugriff auf ein integriertes Netzmodell
Status des Moduls
Die Realisierung der CIM Cache Erweiterung erfolgt in vier geplanten Entwicklungsstufen, von der die erste Stufe im Januar 2018 abgenommen wurde und damit abgeschlossen ist. Die Stufen bauen in ihrer Reihenfolge aufeinander auf und sind somit voneinander abhängig:
In Stufe 1 sind die folgenden wesentlichen Tätigkeiten und Eigenschaften für den CIM Cache breits umgesetzt worden:
Die durchzuführende CIM Cache Ertüchtigung zielte darauf ab, die Ausschreibung und Initiierung des neuen openKONSEQUENZ Moduls Geplante Netzmaßnahmen (GNM) zu ermöglichen. Die Arbeiten zur Ausschreibung und Vergabe zu diesem Modul sind jedoch mittlerweile abgeschlossen. Es war vorgesehen, dass die Bereitstellung eines CIM Caches mit für das Modul GNM relevante Daten soweit fortgeschritten ist, so dass Ausschreibungsteilnehmer eine Vorstellung davon haben, welche Daten bereit stehen und welche Erweiterungen aufgrund des jeweils individuellen Umsetzungskonzepts des Moduls "Geplante Netzmaßnahmen" ggf. noch nötig ist.
Folgende Meilensteine für die CIM Cache Ertüchtigung Stufe 1 sind erreicht und abgeschlossen:
- Meilenstein 1.1: Schnittstellen und Anwendungsfälle
- Meilenstein 1.2: aufrufbare Schnittstellen
- Meilenstein 1.3: Aufbau Referenztopologie
- Meilenstein 1.4: Fertigstellung
- Meilenstein 1.5: Installation in oK-Umgebung
Die funktionale Prüfung und Freigabe ist erfolgt und bildet die Voraussetzung für den Beginn der nachfolgenden CIM Cache Ertüchtigung Stufe 2.
In Stufe 2 werden die folgenden wesentlichen Tätigkeiten und Eigenschaften für den CIM Cache durchgeführt:
Der CIM Cache wird um die für das Einspeise-Management EISMAN 1 benötigten Einspeiserstamm und -messdaten erweitert. Dafür werden ein Teil der Source-System-APIs des oK-API-1-Projekts verwendet, die bereits auf der openKONSEQUENZ Wiki-Seite beschrieben sind. Bei Bedarf werden die entsprechenden APIs und ihre Schnittstellen erweitert und neue oK-APIs hinzugefügt. Jedoch ist in Stufe 2 nur in Form einer optionalen Zusatzfunktion vorgesehen, das bestehende Eisman1-Pilot-Modul so zu anzupassen, dass es den CIM Cache 2.0 nutzen kann.
Die laufenden Entwicklungen der Stufe 2 werden voraussichtlich im Feb. 2019 abgeschlossen sein.
In Stufe 3 sind die folgenden wesentlichen Tätigkeiten und Eigenschaften für den CIM Cache geplant:
Es werden weitere Entitäten wie Verbraucher und Lastprofile, sowie für Mess- und Grenzwerte an Netzbetriebsmitteln hinzugefügt. Dies ermöglicht Kundenszenarien, die sowohl Einspeisung als auch Verbräuche gemeinsam abbilden, eine Flussrichtung abschätzen und Ergebnisse gegen Grenzwerte vergleichen. Zudem ist in Stufe 3 eine Persistierung von Netzmodellen vorgesehen, um damit für abgeschätzte Netzzustände eine dauerhafte Referenz bieten zu können. Da dies auch das Persistieren des letzten aktuellen Netzmodells beinhaltet, kann dies auch die Verfügbarkeit des CIM Caches leicht verbessern, da nach einem Neustart des CIM Caches gleich ein Datenmodell verfügbar ist, ohne das zunächst ein Neuaufbau durchlaufen muss.
In Stufe 4 sind die folgenden wesentlichen Tätigkeiten und Eigenschaften für den CIM Cache geplant:
Der CIM Cache wird um weitere Entitäten für (analytische) Netzberechnungen erweitert (z.B. Impedanzen). Dies beinhaltet auch eine Erweiterung der CIM Cache API, der API-Beschreibung, die Erstellung und Implementierung neuer Test-Szenarien sowie Tests und Mocks. Dies bedeutet zudem auch die Erweiterung der oK-API, der Tests und deren Test-Szenarien.
Allgemeine Beschreibung
Der CIM Cache in der openKONSEQUENZ Plattform bietet einen standardisierten Zugriff auf ein integriertes Netzmodell (z.B. Topologie, Schalterstellungen, letzte Messwerte Einspeiser, Stammdaten Betriebsmittel, Stammdaten, Verbraucher, uvm.)
Eine der Ziele von openKONSEQUENZ ist es, neben der Verbesserung von Qualität, die Kosten der Softwareerstellung und der Integration zu reduzieren. Dies wird im Wesentlich durch zwei Maßnahmen erreicht: konsequente Nutzung und Definition von Standards und Wiederverwendung bereits erstellter, fachlicher Funktionalität.
Einen essentiellen, fachlichen Baustein der openKONSEQUENZ-Plattform stellt der CIM Cache dar. Der CIM Cache, bestehend aus aufeinander abgestimmten Domain-Modules, bietet die konsistente Sicht auf integrierte Netzdatenmodelle an. Dabei ist der CIM Cache bewusst so konzipiert, dass der flexible Einsatz in verschiedene Anwendungsszenarien bzw. User-Modules herstellerübergreifend möglich ist. Durch die modulare Architektur und die flexible Erweiterbarkeit wird der schrittweise Ausbau der openKONSEQUENZ‑Plattform und deren Zukunftsfähigkeit ermöglicht. Beim Aufbau der Netzdatenmodelle hilft der CIM Cache, im Gegensatz zu reinen CIM- bzw. Netzmodell-Datenbanken, die Integration der Daten aus unterschiedlichen Quellsystemen zu vereinfachen und deren Konsistenz sicherzustellen. Anpassbare Regelwerke und Importverfahren erlauben es, netzbetreiber- bzw. unternehmensspezifische Besonderheiten zu berücksichtigen. Damit werden Daten und Informationen so aufbereitet, dass sie direkt openKONSEQUENZ-konform nutzbar sind und durch den CIM Cache standardisiert zur Verfügung gestellt werden können. Diese standardisierte Bereitstellung von Informationen ermöglicht erhebliche Verbesserung bzgl. des hersteller- und systemübergreifenden Datenaustauschs. Sie reduziert die Integrationskosten und vermeidet sowohl Missverständnisse als auch Schnittstellenfehler.
Die Entkopplung der User-Module von den Quellsystemen (Source Systems) im Sinne eines Zwischenpuffers (Cache) ist zudem ein enormer Sicherheitsvorteil. Dadurch dass der CIM Cache ein integriertes Datenmodell für alle User-Modules bereit hält, werden die Quellsysteme weniger stark und nur koordiniert mit Anfragen belastet. Zudem braucht nicht jedes User-Module die Anbindung zu den Quellsystemen selbst realisieren.
Der Aufbau des CIM Caches ist so gewählt, dass er als zentrale Komponente die Integration vereinfacht und somit jederzeit ein performanter Zugriff von User- oder Domain-Modules möglich ist. Darüber hinaus ist die gezielte Skalierung rechenintensiver, fachlicher Aspekte einzeln möglich. Abbildung 1 zeigt die Aufteilung der Domain-Module sowie deren Einordnung in das Gesamtkonzept von openKONSEQUENZ.
Abbildung 1: openKONSEQUENZ Multilayer Architecture (AC-Handbook Version 1.3)
Um die Wiederverwendbarkeit und Flexibilität der fachlichen Funktionalität zu erreichen, wird diese im CIM Cache in funktional klar voneinander abgegrenzte, technisch eigenständigen Domain-Modules getrennt. Damit ist es möglich, Teilaspekte und verschiedene fachliche Ausbaustufen des CIM Caches unabhängig zu verwenden und weiterzuentwickeln. Technisch gesehen werden unter dem Begriff CIM Cache folgende logische Bausteine (Domain-Modules) der oK-Plattform zusammengefasst:
- TopologyDataManagement (TDM)
- AssetDataManagement (ADM)
- MeasurementDataManagement (MDM)
Aufbau der CIM Cache Domain-Modules
Um auch den schrittweisen Ausbau und Zukunftssicherheit (z. B. erweiterte Daten, neue Versionen eines Standards) in openKONSEQUENZ zu gewährleisten, wurde auf den inneren Aufbau der Domain-Modules des CIM Caches ein besonderes Augenmerk gelegt. Ziel ist es, einen hohen Grad an Wiederverwendung, leichte Wartbarkeit und Erweiterbarkeit zu unterstützen. Erreicht wird dies durch den in Abbildung klar strukturierten Aufbau mit eindeutig definierter Funktion und Abgrenzung.
Abbildung 2: Aufbau der CIM Cache Domain-Modules
Importer können Daten aus unterschiedlichen Datenquellen und -formaten einlesen (Push- & Pull-Verfahren) und in das interne Modell umwandeln bzw. dieses konsistent verändern. Es ist zur Laufzeit möglich, unterschiedliche Importer gleichzeitig zu aktivieren. In der Regel fragen Importer CIM‑Datenquellen (z. B. oK-Quellsystem-API oder andere Domain-Module) ab.
Das interne Modell eines Domain-Modules hält die fachlich notwendigen Daten vor. Aus Gründen der Optimierung und Entkopplung (z. B. bei Versionsänderungen) ist dies nicht notwendigerweise ein gültiges CIM-Modell. Zur Laufzeit gibt es nur eine Instanz des internen Modells.
Mit Hilfe von Exportern können Daten aus dem internen Modell in ein beliebiges Exportformat umgewandelt und weggeschrieben werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob das Ziel des Exports, wie in Abbildung 2 dargestellt, eine Datei, ein Webservice, oder anderes geartetes Ziel ist. Zur Laufzeit ist es möglich, mehrere unabhängige Exporter bereitzustellen und diese getrennt voneinander einzusetzen. Dadurch werden flexible Sicherungs- und Reporting-Funktionen unterstützt.
Publisher stellen Daten aus dem internen Modell im openKONSEQUENZ-Kontext anderen Domain- oder User-Modules zur Verfügung. Dies erfolgt standardmäßig im CIM-Format entsprechend der in openKONSEQUENZ definierten Schnittstellen. Um bei Versions- oder Schnittstellenanpassungen die Abwärtskompatibilität den CIM-Formates sicher stellen zu können, können mehrere Publisher unterschiedlicher Versionen, die denselben Anwendungsfall beschreiben, zur Laufzeit gleichzeitig verwendet werden. Damit haben Schnittstellenanpassungen im Rahmen von Erweiterungen keine Auswirkungen auf bereits bestehende Systeme bzw. oK-Module.
