摘要：信息物理系統旨在通過物理與信息系統的互通與深度融合，實現超越傳統應用系統的運行效果與性能水平。電網信息物理系統是其在電網領域的拓展和應用，該文闡述了電網信息物理系統的概念及研究現狀，提出了由4個關鍵技術組成的研究體系，包括：電網信息物理融合建模技術、電網信息物理系統分析方法、基于融合模型的電網控制技術、基于融合模型的形式化驗證。在此基礎上，展望了電網信息物理系統在能源互聯網、主動配電網以及傳統電網中的應用。

　　關鍵詞：能源互聯網；信息物理系統；電網信息物理系統；混合系統建模；主動配電網

　　0引言

　　能源互聯網被稱為第三次工業革命的核心技術，現已成為當今學術界與產業界的一項新的研究熱點[1]。借助信息互聯網技術充分廣泛且有效地利用分布式能源、滿足能源消費者多樣化需求并可與之互動的一種新型能源體系結構，其核心技術是信息系統與物理系統的緊密融合，被認為是電力系統的未來發展方向。

　　1CPS技術現狀

　　1.1信息物理系統的基本概念如圖1所示[15]，信息物理系統CPS可理解為離散化數據結構為基礎的計算機科學，與描述分析物理系統連續過程的系統性理論在工業系統中的共同應用，體現出網絡化計算資源與物理世界之間深度結合的特點。

　　1.2嵌入式系統應用與驗證

　　無論CPS采用何種系統架構，凸顯何種系統特性，本質目標是更好地實施對物理系統的分析與控制，嵌入式系統承擔著現代工業及日常生活的絕大多數控制任務。

　　2電網CPS主要特征

　　電網是規模最大也是最復雜的互聯系統之一，是典型的信息物理融合系統研究對象，電網CPS旨在充分反映電網運行的物理過程和信息過程，體現兩者融合機理和相互作用機制，以期通過更高級的控制方式提升系統整體性能并優化全局系統運行，提高能源利用率、設備利用潛力及系統可靠性、安全性和穩定性。

　　3電網CPS關鍵技術

　　3.1電網信息物理融合建模

　　電網CPS關鍵技術涵蓋建模、分析、控制、驗證等多個方面，形成從機理分析到應用方法研究的一個完整的技術體系。

　　3.2電網信息物理系統分析

　　電網信息物理系統的分析方法依賴于電網CPS融合模型，實現基于自主感知、采集傳輸、計算處理、協同交互等功能，并對電網運行狀態信息進行深入分析和評估[42]。

　　5結論

　　電網CPS是對電網能源管理長遠變革的基礎，將深刻轉變傳統的電網研究視角和應用格局，在當前“工業4.0”和“互聯網+”的潮流推動下，電網CPS不僅在自身領域實現技術突破，更將是形成以電網為核心的能源、工業互聯互通體系的技術基礎。電網CPS融合建模技術構成研究基礎，揭示融合機理；電網信息物理系統分析為探尋海量信息和復雜物理變量條件下的電網運行特性提供了方法和工具；基于融合模型的電網控制實現了信息控制與物理世界的同步演進及智能化網絡控制；基于融合模型的形式化驗證提供了靜態邏輯和動態系統性能的校驗評估方法。電網CPS理論與實踐的突破將大大促進能源互聯網、主動配電網以及傳統電網的應用與發展。

　　參考文獻

　　[1]杰里米·里夫金．第三次工業革命[M]．張體偉，孫豫寧，譯．北京：中信出版社，2012：46-56．RifkinJ．TheThirdIndustrialRevolution[M]．TranslatedbyZhangTiwei，SunYuning．Beijing：ChinaCiticPress，2012：42-56(inChinese)．

　　[2]RajkumarR，LeeI，ShaL，etal．Cyber-physicalsystems：thenextcomputingrevolution[C]//Proceedingsofthe47thACM/IEEEDesignAutomationConference．Anaheim,CA，IEEE，2010：731-736．

　　[3]KyoungDaeKimKD，P．R．KumarPR．Cyber-physicalsystems：aperspectiveatthecentennial[J]．ProceedingsoftheIEEE，2012，100：1287-1380．

　　劉東1，盛萬興2，王云1，陸一鳴2，孫辰

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