智能電網(wǎng)CPS關(guān)鍵技術(shù)綜述

單 澤,范 菁，曲金帥，朱澤賢，王渤茹

(云南民族大學(xué) 電氣信息工程學(xué)院，云南 昆明 650500)

隨著智能電網(wǎng)的快速建設(shè)與發(fā)展，信息化在電力系統(tǒng)中的發(fā)展與應(yīng)用顯的尤其重要，很顯然沒有充分融合信息系統(tǒng)的傳統(tǒng)電網(wǎng)的物理架構(gòu)中，已經(jīng)不能滿足智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展需求，但是單純的在傳統(tǒng)物理電網(wǎng)中加入信息系統(tǒng)，容易造成電網(wǎng)的運(yùn)行、控制、分析的相互割裂，也不能使智能電網(wǎng)的達(dá)到理想的效果.將信息物理系統(tǒng)(cyber-physical systems，縮寫為CPS)[5]的概念與應(yīng)用的發(fā)展，與智能電網(wǎng)的理念相結(jié)合，能夠使電網(wǎng)的建設(shè)得到實(shí)質(zhì)性的飛躍.

首先闡述了CPS的概念，并結(jié)合CPS的概念對智能電網(wǎng)CPS做出了基本的概述，重點(diǎn)研究與討論了智能電網(wǎng)CPS架構(gòu)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，以及目前智能電網(wǎng)CPS所存在的問題與挑戰(zhàn)，最后闡述對智能電網(wǎng)CPS的技術(shù)展望.

1 智能電網(wǎng)CPS的內(nèi)涵

1.1 信息物理系統(tǒng)的基本定義(CPS)

最早提出CPS概念的是美國自然基金委，CPS是多學(xué)科交叉的產(chǎn)物.它涉及到的技術(shù)問題種類繁多，各國學(xué)者對CPS的理解不同，因此將CPS融入到各應(yīng)用領(lǐng)域的范圍也有所不同，從而沒有提出相應(yīng)具體概念.

從計(jì)算能力與物理實(shí)現(xiàn)的角度來看，嵌入式系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過自身快速的運(yùn)算能力將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給物理組件，使其系統(tǒng)在實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)中，保持高效的感知與控制[1].

從計(jì)算單元與物理單元的角度來看，信息物理系統(tǒng)是將計(jì)算單元嵌入到物理單元中，從而形成了可以對數(shù)據(jù)自身分析與運(yùn)算，并且實(shí)時(shí)決策的可靠系統(tǒng)[2-4].

Cyber-Physical Systems[5](縮寫為CPS)通過集成先進(jìn)的感知、計(jì)算、通信、控制等信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)，構(gòu)建了物理空間與信息空間中人、機(jī)、物、環(huán)境、信息等要素相互映射、適時(shí)交互、高效協(xié)同的復(fù)雜系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)資源配置和運(yùn)行的按需響應(yīng)、快速迭代、動態(tài)優(yōu)化[5]，是支撐信息化和工業(yè)化深度融合的一套綜合技術(shù)體系.

因此，信息物理系統(tǒng)(CPS)是將通信能力、計(jì)算能力和物理組件自身的控制能力相互融合在一起，形成一套像人體細(xì)胞一樣的智能單元，并且智能單元與智能單元之間在實(shí)際的運(yùn)行中具有互相溝通、協(xié)調(diào)、決策、控制、感知等能力，從而實(shí)現(xiàn)不同維度的重復(fù)性工作.通過這種方式，信息物理系統(tǒng)(CPS)可以高效整合自身資源并進(jìn)行分配與被分配，可以相互組建成規(guī)模龐大的智能單元系統(tǒng)，安全、可靠的工作.

1.2 智能電網(wǎng)的基本概述

智能電網(wǎng)建立在集成、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過對先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，可以滿足電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好等一系列基本要求[5].

CPS的介入使智能電網(wǎng)能夠更好的適應(yīng)具有大規(guī)模清潔能源和可再生能源接入的電網(wǎng)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)檢測、實(shí)時(shí)診斷將要發(fā)生的故障，能夠在故障發(fā)生時(shí)快速隔離，完成自我治愈，及時(shí)避免大規(guī)模的損失，合理對資源進(jìn)行配置與優(yōu)化.

智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別如表 1所示.

表1 智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)區(qū)別

1.3 智能電網(wǎng)CPS的基本概述

結(jié)合上述CPS的基本定義與智能電網(wǎng)的基本概述，再根據(jù)物理信息系統(tǒng)白皮書，將工業(yè)化與信息化相融合是當(dāng)今社會兩項(xiàng)發(fā)展進(jìn)程的重要交匯.結(jié)合三者的特點(diǎn)形成了智能電網(wǎng)CPS的本質(zhì)就是構(gòu)建一套在信息空間與物理空間之間是基于自動流動的狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的閉環(huán)賦能體系，用于解決電能生產(chǎn)制造、電力服務(wù)過程中的復(fù)雜的和不確定的問題，提高資源配置效率，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化.綜上所述智能電網(wǎng)CPS的發(fā)展勢在必行，并且信息物理系統(tǒng)的提出，為我國建立堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)提供了新的思路.

2 智能電網(wǎng)CPS的體系架構(gòu)

體系架構(gòu)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)CPS的首要問題，有文獻(xiàn)指出CPS的抽象結(jié)構(gòu)是將物理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)視為2個(gè)具有大量節(jié)點(diǎn)的深度交互網(wǎng)絡(luò)[6].本文從層級切入，將CPS智能電網(wǎng)基本架構(gòu)的研究進(jìn)展歸納為3個(gè)層級：智能電網(wǎng)單元級CPS層、智能電網(wǎng)系統(tǒng)級CPS層和智能電網(wǎng)Systems of Systems級(縮寫為SoS)CPS層.

2.1 智能電網(wǎng)單元級CPS

智能電網(wǎng)單元級CPS是最小單元(結(jié)構(gòu)圖如圖1)，由信息殼與物理裝置兩部分構(gòu)成.通過物理硬件、嵌入式軟件系統(tǒng)和集成的通信模塊，組成基于“感知-分析-決策-執(zhí)行”的數(shù)據(jù)自動流動閉環(huán)CPS最小單元系統(tǒng)[5-6].主要功能是通過通信接口來獲取數(shù)據(jù)源，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而產(chǎn)生可靠的控制信號.

根據(jù)用電、輸/配電、發(fā)電以及分布式發(fā)電所構(gòu)成的微電網(wǎng)，可以將最小單元級分成用戶CPS、配電網(wǎng)CPS、發(fā)電CPS、微電網(wǎng)CPS等基礎(chǔ)單元：①用戶級CPS在智能電網(wǎng)中，用戶通過智能電表可以構(gòu)成一個(gè)單元級CPS.它承擔(dān)著初始電能數(shù)據(jù)的采集、計(jì)量以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)，是實(shí)現(xiàn)信息集成、信息展現(xiàn)以及分析優(yōu)化功能，是重要的基礎(chǔ)單元[7].②配電網(wǎng)CPS，由物理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)組成.物理系統(tǒng)是各種功能的實(shí)現(xiàn)載體, 包括供配電網(wǎng)絡(luò)、分布式電源、負(fù)荷等；信息系統(tǒng)具體又分為計(jì)算系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng).傳感系統(tǒng)主要是數(shù)據(jù)采集設(shè)備，包括了傳感器，嵌入式數(shù)據(jù)采集設(shè)備[8-9].③發(fā)電級CPS，是以發(fā)電生產(chǎn)為核心，通過測量傳感設(shè)備對鍋爐進(jìn)行參數(shù)分析、故障分析，然后用計(jì)算單元整合數(shù)據(jù)并分析出最優(yōu)控制策略，然后通過執(zhí)行單元調(diào)整負(fù)荷的平衡需求[10].④微電網(wǎng)單元級CPS，是分布式發(fā)電的入口和用戶用電的出口.微電網(wǎng)是以后智能電網(wǎng)CPS新能源發(fā)展中不可或缺的一部分.從發(fā)電規(guī)模上來說，微電網(wǎng)CPS的發(fā)電容量大體上不會超過10MW，主要應(yīng)用小規(guī)模用電群體[11].微電網(wǎng)CPS滿足分布式發(fā)電的控制需求保證供電質(zhì)量，減少電網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)[12].微電網(wǎng)單元級CPS要即插即用，配合主電網(wǎng)運(yùn)行.

2.2 智能電網(wǎng)系統(tǒng)級CPS

在智能電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行中，僅僅只依靠各個(gè)單元級CPS還是不夠的，還需要將用戶級CPS、配電網(wǎng)級CPS、發(fā)電級CPS、微電網(wǎng)級CPS等基礎(chǔ)單元，通過CPS總線連接，使它們相互配合協(xié)同工作，從而形成智能電網(wǎng)系統(tǒng)級CPS(結(jié)構(gòu)圖如圖2).智能電網(wǎng)系統(tǒng)級CPS的主要特征是要體現(xiàn)出良好的通信能力與計(jì)算能力，使各個(gè)底層的單元級CPS將自身的數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)級CPS的數(shù)據(jù)總線，并通過系統(tǒng)級CPS通信總線傳遞需求信息，供有需求的單元級CPS調(diào)用與處理.

在智能電網(wǎng)系統(tǒng)級CPS中，用戶級CPS可以通過采集數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確的獲取負(fù)載的狀態(tài)以及電力線的網(wǎng)損信息，避免因負(fù)載超負(fù)荷工作導(dǎo)致電能質(zhì)量下降；通過整合用戶級CPS的數(shù)據(jù)，從而評估配電側(cè)的狀態(tài)，將信息通過CPS總線傳遞到配電級CPS協(xié)同工作.各個(gè)單元級CPS可以通過CPS總線將各自的數(shù)據(jù)上傳，從而分析可以控制整個(gè)或局部電網(wǎng)的預(yù)測、監(jiān)控、安全運(yùn)行.

2.3 智能電網(wǎng)Systems of Systems(SoS)級CPS

智能電網(wǎng)SoS級CPS是由多個(gè)智能電網(wǎng)系統(tǒng)級CPS組合構(gòu)成了智能電網(wǎng)SoS級CPS.智能電網(wǎng)SoS級CPS的主要特征是具有良好的計(jì)算能力，其為電網(wǎng)資產(chǎn)性能管理與電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行服務(wù)提供保障和便利.

單元級CPS和系統(tǒng)級CPS混合形成了智能電網(wǎng)SoS級CPS(結(jié)構(gòu)圖如圖3).智能電網(wǎng)SoS級CPS主要實(shí)現(xiàn)匯集數(shù)據(jù)的功能，將數(shù)據(jù)存儲到大數(shù)據(jù)云端以便隨時(shí)調(diào)取、比對、檢查運(yùn)行參數(shù).各基礎(chǔ)單元級的數(shù)據(jù)通過底層單元級CPS采集得到后，經(jīng)過計(jì)算、博弈處理由系統(tǒng)級CPS向上傳遞到SoS級CPS，實(shí)現(xiàn)對電價(jià)的實(shí)時(shí)調(diào)整以及電力的優(yōu)化調(diào)度.隨著大量新能源(如風(fēng)能、太陽能)發(fā)電的應(yīng)用，定制用戶發(fā)電用電的個(gè)性化信息需求日漸顯現(xiàn)出來，電網(wǎng)的監(jiān)管也需要了解用戶發(fā)電的信息，從而給用戶定制出個(gè)性化的服務(wù).電網(wǎng)資產(chǎn)的管理主要通過采集到的信息對電網(wǎng)進(jìn)行建模分析，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控來診斷電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便及時(shí)切斷故障電路來預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)，從而節(jié)約成本保護(hù)環(huán)境.

3 智能電網(wǎng)CPS的研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)

3.1 智能電網(wǎng)CPS研究現(xiàn)狀

自提出發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)以來，信息物理融合系統(tǒng)(CPS)與傳統(tǒng)的電網(wǎng)相結(jié)合將成為未來的發(fā)展趨勢，為相應(yīng)的技術(shù)提供了良好的發(fā)展平臺.

文獻(xiàn)[13-14]根據(jù)電力CPS架構(gòu)，建設(shè)增強(qiáng)物理控制的問題，提出了將CPS的概念引入到電力系統(tǒng)中，并分析信息物理系統(tǒng)與智能電網(wǎng)在概念上的異同，實(shí)現(xiàn)了電力 CPS架構(gòu)幫助完成智能電網(wǎng)建設(shè)的構(gòu)想與增強(qiáng)控制的方法.但研究對象為整個(gè)電力系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)龐大，在技術(shù)上和深入的程度上進(jìn)行細(xì)致化很困難.文獻(xiàn)[15]針對智能電網(wǎng)的CPS控制方法進(jìn)行了研究，提出了將CPS控制分為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、連接層、協(xié)調(diào)層、調(diào)節(jié)層和物理層，從而實(shí)現(xiàn)了CPS的混合控制方法.但這種智能電網(wǎng)CPS混合控制的分層方式是將信息物理互聯(lián)網(wǎng)(cyber physical internet,CPI)的6層協(xié)議棧作為參考模型[16]，自身的運(yùn)算能力不強(qiáng)、通信協(xié)作之后的決策控制能力較弱.文獻(xiàn)[17]針對CPS在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的問題進(jìn)行了歸納與總結(jié)，并且說明了CPS在智能電網(wǎng)中的一些優(yōu)勢.但是應(yīng)用還處在基本階段，存在的問題也不僅僅在配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的兼容性和通信網(wǎng)絡(luò)的兼容性等方面.文獻(xiàn)[18]針對CPS在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和問題進(jìn)行了探討，提出了一種基于智能代理的CPS數(shù)據(jù)計(jì)算控制模型，但對于CPS及其實(shí)際應(yīng)用等更全面性研究仍在進(jìn)一步探索中.

綜上所述，當(dāng)前的研究成果只能在智能電網(wǎng)CPS的部分功能上有所突破，而在實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)相融合的方面還有所欠缺，因此對以下關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充說明.

3.2 智能電網(wǎng)單元級CPS關(guān)鍵技術(shù)

智能電網(wǎng)CPS是電力與信息科學(xué)的交叉而形成的新領(lǐng)域[19].首先，智能電網(wǎng)CPS的關(guān)鍵技術(shù)可以對其體系架構(gòu)進(jìn)行層級劃分，其次所劃分的每個(gè)層級都有著其對應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù).

就目前的發(fā)展來說，所面臨技術(shù)問題如下：

單元級CPS的感知系統(tǒng)由大量傳感器節(jié)點(diǎn)以內(nèi)嵌于物理設(shè)備的方式組成.計(jì)算設(shè)備則內(nèi)嵌于各個(gè)物理設(shè)備中.感知、計(jì)算設(shè)備的內(nèi)嵌方式有效提升了信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的深度融合，但小型內(nèi)嵌式計(jì)算設(shè)備遠(yuǎn)不能滿足智能電網(wǎng)CPS所要求的計(jì)算能力[20].

目前國內(nèi)對CPS標(biāo)準(zhǔn)的研究還處于起步階段，這些情況給智能電網(wǎng)帶來了諸多的挑戰(zhàn).在智能電網(wǎng)CPS通信網(wǎng)絡(luò)中物理通信接口協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，學(xué)術(shù)界已經(jīng)提出了針對CPS 的通信協(xié)議棧, 例如:CPS-IP 和CPI (cyber physical Internet)6 層通信協(xié)議棧[21].當(dāng)單元級CPS通過標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議與上層進(jìn)行或其他單元級CPS通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，這種通信協(xié)議尚有技術(shù)問題還需進(jìn)一步研究與認(rèn)證.并且通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也影響著單元級CPS的信息交換，如數(shù)據(jù)延時(shí)和信號丟失等.在保持通信穩(wěn)定的前提下，單元級CPS中的控制執(zhí)行器件通常都是基于嵌入式系統(tǒng)來完成，在電力系統(tǒng)中，因?yàn)橐紤]執(zhí)行器件動作的執(zhí)行時(shí)間，所以要求嵌入式系統(tǒng)有較高的計(jì)算精度，從而來更好的執(zhí)行操作.系統(tǒng)的控制過程可以清晰的體現(xiàn)在人機(jī)界面中，增加了管理人員或用戶與智能電網(wǎng)CPS的互動，而且人機(jī)界面的視圖呈現(xiàn)方式要更直觀豐富，但要注意視圖界面與視圖界面之間要進(jìn)行的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換.在典型的多通道用戶界面及所包含的輸入技術(shù)范例中采用直接操作模式作用到控制器中，人機(jī)界面在各個(gè)方面均擁有非常好的應(yīng)用前景[22].

3.3 智能電網(wǎng)系統(tǒng)級CPS關(guān)鍵技術(shù)

智能電網(wǎng)系統(tǒng)級CPS是在異構(gòu)環(huán)境下的集成有很多難點(diǎn).傳統(tǒng)的物理系統(tǒng)是通過微分方程和連續(xù)的邊界條件來控制和處理問題, 關(guān)注影響系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)因子；傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)則是建立在認(rèn)知和離散數(shù)學(xué)等非結(jié)構(gòu)化知識的基礎(chǔ)上的, 對時(shí)間和空間的連續(xù)性不敏感, 通常只關(guān)心系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，而信息物理融合系統(tǒng)同時(shí)涉及物理組件和信息組件, 因此克服這種差異, 是實(shí)現(xiàn)信息層和物理層的深度耦合, 是智能電網(wǎng)系統(tǒng)級CPS 研究中的首要問題[4].其次在深度融合的情況下，系統(tǒng)通過使用協(xié)同控制策略使各個(gè)單元級CPS的數(shù)據(jù)互相傳遞與調(diào)用，以完成系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的最優(yōu)化管理.然后在系統(tǒng)級CPS中加入檢測與診斷系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)調(diào)取各個(gè)單元級CPS的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，建立系統(tǒng)模型評估電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測并診斷電網(wǎng)的問題排除故障.

3.4 智能電網(wǎng)SoS級CPS關(guān)鍵技術(shù)

隨著電網(wǎng)信息化的發(fā)展，數(shù)據(jù)融合技術(shù)在智能電網(wǎng)CPS中起到了關(guān)鍵的粘合劑作用.智能電網(wǎng)CPS要保證高效可靠安全運(yùn)行，其中會用到大量的電力共享數(shù)據(jù)并進(jìn)行電力數(shù)據(jù)交換.智能電網(wǎng)CPS中的數(shù)據(jù)會來自不同位置、不同設(shè)備、不同格式、不同時(shí)間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化或數(shù)據(jù)半結(jié)構(gòu)化.如何實(shí)現(xiàn)大量復(fù)雜數(shù)據(jù)的融合統(tǒng)一，完成智能電網(wǎng)CPS中數(shù)據(jù)的共享，是當(dāng)前電力企業(yè)發(fā)展亟需解決的問題[23-26].融合處理完成的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)云端，首先通過分布式計(jì)算對其進(jìn)行處理.分布式計(jì)算是將大量計(jì)算機(jī)用網(wǎng)絡(luò)連接在一起共同運(yùn)算操作，使其成為一臺虛擬的超級計(jì)算機(jī)，目的是完成單臺計(jì)算機(jī)在超大規(guī)模運(yùn)算的問題中完成無法完成的任務(wù)[24-27].在智能電網(wǎng)CPS中分布式計(jì)算對電網(wǎng)中潮流計(jì)算分析、建模，都有重要的作用.所以分布式計(jì)算的發(fā)展對智能電網(wǎng)CPS的發(fā)展有著重要的意義.其次在數(shù)據(jù)云端中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)加以分析與挖掘.隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展研究與建設(shè)，物理電網(wǎng)中產(chǎn)生了大量的測量數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)，智能電網(wǎng)SoS級CPS在云端中處理數(shù)據(jù)，挖掘其價(jià)值，提升效率是關(guān)鍵技術(shù)之一.結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析，可以將電網(wǎng)自身數(shù)據(jù)與外部數(shù)據(jù)相結(jié)合，反饋有效信息信息，用于提升智能電網(wǎng)的資產(chǎn)性能發(fā)展和服務(wù)運(yùn)營水平，提高電網(wǎng)公司服務(wù)社會、服務(wù)用戶的水平，擴(kuò)展增值業(yè)務(wù)[25]，在智能電網(wǎng)SoS級中大數(shù)據(jù)技術(shù)有著極其重要的作用.

綜上所述智能電網(wǎng)CPS為通信技術(shù)、嵌入式控制、嵌入式硬件計(jì)算系統(tǒng)、人機(jī)交互、大數(shù)據(jù)、分布式計(jì)算、數(shù)據(jù)融合等相關(guān)應(yīng)用技術(shù)都帶來了重大的挑戰(zhàn)，為解決這些問題相關(guān)領(lǐng)域還需深入的探討與研究.

4 智能電網(wǎng)CPS研究探索展望

對未來智能電網(wǎng)CPS發(fā)展方向的展望如下：

1) 從基礎(chǔ)物理電網(wǎng)的角度出發(fā)，需要開發(fā)快速穩(wěn)定的物理通信網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取，以及系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)的檢測與更新.

2) 為了實(shí)現(xiàn)傳感器之間的數(shù)據(jù)融合，將單一傳感器中不同類行的單一數(shù)據(jù)信息加以綜合，消除多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)之間可能存在的冗余和矛盾，改善傳感數(shù)據(jù)提取時(shí)的及時(shí)性和可靠性，提高數(shù)據(jù)的使用效率.

3) 使異構(gòu)數(shù)據(jù)庫在智能電網(wǎng)CPS中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和透明訪問，從而大大提高電網(wǎng)的安全性與可靠性.

4) 為在電網(wǎng)故障時(shí)能夠快速便捷的消除故障，應(yīng)高度集成硬件設(shè)備并將其模塊化.

5 結(jié)語

智能電網(wǎng)CPS 是當(dāng)前電力系統(tǒng)研究的熱門領(lǐng)域.信息物理系統(tǒng)與智能電網(wǎng)相結(jié)合是提高電力生產(chǎn)效率，改善電能的服務(wù)質(zhì)量，優(yōu)化電力資源，形成完整可靠的新型智能電網(wǎng)的重要技術(shù).在當(dāng)前的技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合通信、嵌入式、大數(shù)據(jù)、異構(gòu)數(shù)據(jù)、分布式計(jì)算等相關(guān)技術(shù)來完善智能電網(wǎng)CPS的理論，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)CPS的應(yīng)用，仍是科研工作的難題和機(jī)遇.本文對智能電網(wǎng)CPS架構(gòu)及其相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行了概述，并展望了可能發(fā)展的研究方向.