當今的電網(wǎng)已經(jīng)進入智能化時代。智能電網(wǎng)廣泛使用廣域傳感和測量、高速信息通信網(wǎng)絡、先進計算和柔性控制等技術，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)的信息化、自動化、互動化。在智能電網(wǎng)中，越來越多的電力設備采用嵌入式系統(tǒng)結構，大量的電氣設備、數(shù)據(jù)采集設備和計算設備通過電網(wǎng)、通信網(wǎng)兩個實體網(wǎng)絡互連，在一定程度上已經(jīng)具備CPS的基本特征。隨著電網(wǎng)自動化系統(tǒng)、大容量傳輸網(wǎng)、泛在傳感網(wǎng)的建設，與互聯(lián)網(wǎng)、能源網(wǎng)等深度融合，智能電網(wǎng)將持續(xù)演進形成廣域協(xié)同、具有自主行為的復雜網(wǎng)絡，從而構成電網(wǎng)信息物理融合系統(tǒng)(GCPS)。GCPS通過電網(wǎng)信息空間與物理空間的深度融合和實時交互來增加或擴展新的功能，以安全、可靠、高效和實時的方式監(jiān)測或控制電網(wǎng)物理設備或系統(tǒng)。

 

作為一種新的技術理念，GCPS為實現(xiàn)電網(wǎng)智能化的目標提供了新的思路和實現(xiàn)途徑，電網(wǎng)信息空間與物理空間的虛實融合將成為常規(guī)的系統(tǒng)形態(tài)，可從以下幾方面進一步提高電網(wǎng)運行效率與服務價值。

 

GCPS將顯著提升電網(wǎng)的信息感知、集成、共享和協(xié)同能力。我國電網(wǎng)現(xiàn)正處于一個高速發(fā)展時期，電網(wǎng)結構和運行方式日趨復雜，系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行面臨諸多風險因素。GCPS除了現(xiàn)有的調(diào)度、生產(chǎn)、營銷等信息采集傳輸系統(tǒng)外，還可以通過智能化電力設備、工業(yè)級傳感網(wǎng)、智能家居等，實現(xiàn)多物理量或數(shù)據(jù)的廣泛采集和共享;突破傳統(tǒng)專業(yè)之間的數(shù)據(jù)壁壘，使跨越時間、空間、物理環(huán)境的協(xié)同成為可能，實現(xiàn)對電網(wǎng)狀態(tài)的深度認知，對數(shù)據(jù)資源的高效利用。GCPS的系統(tǒng)構架下，可合理、充分地綜合各類信息進行快速、準確的故障診斷，從而減少電能中斷時間和增強供電可靠性。此外，GCPS還將可能與其它社會網(wǎng)絡，如交通網(wǎng)絡，實現(xiàn)多種跨行業(yè)的協(xié)同控制。

 

GCPS將顯著提升電網(wǎng)的自組織、自適應的能力。電網(wǎng)是一個復雜的信息物理基礎設施，在智能電網(wǎng)環(huán)境下信息通信網(wǎng)承載的業(yè)務日益復雜繁重，已成為電網(wǎng)生產(chǎn)運行與監(jiān)測控制不可分割的一部分。GCPS將通過信息與網(wǎng)絡的融合，可支持全局優(yōu)化與局部控制的協(xié)同。此外，GCPS具有自適應功能，對負荷控制、設備特性和用戶偏好等信息有比較準確的把握，可實現(xiàn)對物理設備的局部控制和控制中心對參數(shù)的在線調(diào)整，具有自動排除各種系統(tǒng)故障(包括物理系統(tǒng)故障和信息通信系統(tǒng)故障)、保證系統(tǒng)正常運行的能力。