關(guān)于物理學(xué)方面的論文

　　　物理學(xué)是研究物質(zhì)運動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科，是當(dāng)今最精密的一門自然科學(xué)學(xué)科。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于物理學(xué)方面的論文的范文，歡迎大家閱讀參考!

　　物理學(xué)方面的論文篇1

　　試談物理學(xué)專業(yè)電動力學(xué)課程教學(xué)

　　動力學(xué)電磁現(xiàn)象的經(jīng)典的動力學(xué)理論。通常也稱為經(jīng)典電動力學(xué)，電動力學(xué)是它的簡稱。它研究電磁場的基本屬性、運動規(guī)律以及電磁場和帶電物質(zhì)的相互作用。

　　一、課程教學(xué)根本理念

　　第一，在教學(xué)中要尊重先生學(xué)習(xí)的主體性、教員教學(xué)的主導(dǎo)性，片面發(fā)揚先生的盲目性、自動性、發(fā)明性。第二，“電動力學(xué)”課程屬于專業(yè)根底課程，教學(xué)內(nèi)容布置上除了讓先生學(xué)習(xí)本門課程的根本知識、根本實際、根本思緒，與其他物理學(xué)分支也具有個性和特性的關(guān)系。針對這一特點，教師在教學(xué)中要留意引導(dǎo)先生類似性抽象思想。第三，教學(xué)應(yīng)突出探求式教學(xué)辦法，改動傳統(tǒng)的教學(xué)形式，把信息技術(shù)與電動力學(xué)課程最大限制地整合，運用多種古代教育手腕優(yōu)化教學(xué)進(jìn)程，推行啟示式、探求式、討論式、小制造等授課方式，培育先生的創(chuàng)新思想和創(chuàng)新理念。

　　二、在本課程教學(xué)中該當(dāng)做到以下幾點

　　1.講授內(nèi)容應(yīng)實際聯(lián)絡(luò)實踐

　　“電動力學(xué)”作爲(wèi)一門專業(yè)學(xué)科課程，是師范院校物理專業(yè)的根底實際課。教學(xué)中要求先生掌握課程的根本知識、根本實際和根本原理，使先生加深對所授知識的了解，更可深入看法電動力學(xué)的實踐使用價值，到達(dá)學(xué)致使用的目的，同時提升先生剖析成績、處理成績的才能。

　　2.注重先生學(xué)習(xí)的主體性和集體性培育

　　從課程的設(shè)計到評價各個環(huán)節(jié)，在留意發(fā)揚教員在教學(xué)中主導(dǎo)作用的同134教改課改2016年3月時，應(yīng)特別留意表現(xiàn)先生的學(xué)習(xí)主體位置，以充沛發(fā)揚先生的積極性和發(fā)掘?qū)W習(xí)潛能。要求先生能初步剖析消費、生活中的電動力學(xué)成績，以提升先生的剖析成績和處理成績的才能。在電動力學(xué)實際的學(xué)習(xí)中運用數(shù)學(xué)工具處置成績，使先生看法數(shù)學(xué)和物理的親密關(guān)系，培育先生運用數(shù)學(xué)工具處理物理成績的才能。培育先生自學(xué)才能，重要的不是教內(nèi)容，而是教給先生學(xué)習(xí)辦法。要充沛留意先生的興味、專長和根底等方面的集體差別，因材施教，依據(jù)這種差別性來確定學(xué)習(xí)目的和評價辦法，并提出相應(yīng)的教學(xué)建議。課程規(guī)范在課程設(shè)計、教學(xué)方案、方案制定、內(nèi)容選取和教學(xué)評價等環(huán)節(jié)上，爲(wèi)教學(xué)、學(xué)習(xí)提供了選擇余地和開展的空間。

　　3.運用多種古代教育手腕優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)

　　充沛應(yīng)用古代化教學(xué)手腕，發(fā)揚信息化教學(xué)的劣勢，加強先生的學(xué)習(xí)興味，進(jìn)一步強化需求掌握的知識點，拓寬知識面，加強先生的理論操作技藝，培育迷信的思想方式，這樣先生能更好地掌握“電動力學(xué)”課程知識所觸及的相關(guān)迷信辦法，無效提升其發(fā)現(xiàn)成績、剖析成績、處理成績的才能。

　　4.具有良好的實驗條件，充沛保證明驗和理論訓(xùn)練質(zhì)量

　　鼓舞先生展開科研理論訓(xùn)練，參與各類科技競賽。實驗課及理論訓(xùn)練要留意培育先生的邏輯思想、發(fā)明性思想，充沛應(yīng)用好物理、電子競賽等創(chuàng)新平臺，促進(jìn)電動力學(xué)課程的教學(xué)。

　　三、課程學(xué)習(xí)戰(zhàn)略探求

　　第一，針對“電動力學(xué)”是實際根底課的特點，先生必需堅持課前預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)進(jìn)程中無意識地提出成績。課堂教學(xué)次要采用探求式課堂教學(xué)法，即每節(jié)課突出一個主題，講清論透相關(guān)原理知識，每個主題經(jīng)過師生多種方式的互動，教員及時理解、處理先生的疑問成績，以加強先生的學(xué)習(xí)興味。第二，將傳統(tǒng)板書、電子課件、網(wǎng)絡(luò)和視頻多種教學(xué)手腕相結(jié)合。如課內(nèi)講授與課外討論和制造相結(jié)合、根底實際教學(xué)與學(xué)科前沿講座結(jié)合、根本實際與科研理論訓(xùn)練相結(jié)合。第三，鼓舞先生參與科研理論訓(xùn)練和各類科技競賽。培育多樣化使用型人才，以培育使用型、復(fù)合型、技藝型人才，加強畢業(yè)生失業(yè)才能，完本錢課的預(yù)期目的。第四，電動力學(xué)也是一門理論性很強的課程，其研討對象是區(qū)別于實物的物質(zhì)形狀，具有籠統(tǒng)的特征。爲(wèi)防止課程教學(xué)的數(shù)學(xué)化，我們將充沛使用當(dāng)代信息技術(shù)的劣勢，比方說以視頻教學(xué)材料加強先生的理性看法和入手才能。再次，實驗課及理論訓(xùn)練要留意培育先生的邏輯思想、發(fā)明性思想才能和素質(zhì)，充沛發(fā)揚先生的物理思想和物理探求才能。

　　四、課程教學(xué)辦法探求

　　本課程教學(xué)中應(yīng)留意電動力學(xué)實際與理論的結(jié)合，尊重先生學(xué)習(xí)的主體性，適當(dāng)布置指點性自習(xí)，培育先生的自學(xué)才能。增強對先生課前、課后的答疑輔導(dǎo)，注重先生才能的培育，使先生經(jīng)過對電動力學(xué)中根本實際的了解，看法和掌握電動力學(xué)原理的研討規(guī)律，開辟思緒，初步培育先生的科研思想。

　　1.“雙邊反應(yīng)式”教學(xué)法

　　這種教學(xué)法由“自學(xué)”和“反應(yīng)”兩局部構(gòu)成，其著眼點是先生在教員指點下的自學(xué)和教員由反應(yīng)來的信息而停止的有重點的解說，使先生的才能在重復(fù)訓(xùn)練中失掉錘煉。“自學(xué)”和“反應(yīng)”表現(xiàn)了先生和教員的互相聯(lián)絡(luò)、互相配合、互相作用的訓(xùn)練進(jìn)程。

　　2.以成績爲(wèi)中心，展開課堂討論

　　式教學(xué)法建議課堂教學(xué)中遵照迷信性、主體性、開展性準(zhǔn)繩，采用以先生爲(wèi)主體的小組討論式的辦法，從提出成績動手，激起先生學(xué)習(xí)的興味，讓先生有針對性地去探究并運用實際知識處理實踐成績;也可以針對教研室科研任務(wù)中遇到的成績設(shè)計討論或考慮題，以啟示先生剖析、討論有關(guān)電動力學(xué)成績，學(xué)習(xí)并穩(wěn)固電動力學(xué)知識，開辟思緒，培育科研思想。

　　3.倡導(dǎo)學(xué)導(dǎo)式的教學(xué)方式

　　在教員指點下，先生停止自學(xué)、自練，教員把先生在教學(xué)進(jìn)程中的認(rèn)知活動視爲(wèi)教學(xué)活動的主體，讓先生自動地去獲取知識，開展各自才能，從而到達(dá)在充沛發(fā)揚先生自動性的根底上，滲入教員的正確引導(dǎo)，使教學(xué)單方各盡其能，各得其所。

　　4.多展開課外理論活動

　　課外理論訓(xùn)練中，要留意培育先生的邏輯思想、發(fā)明性思想才能和素質(zhì)。鼓舞和指點有才能的先生進(jìn)入科研理論訓(xùn)練，參與各類科技競賽。將先生撰寫的課程小論文融入教學(xué)全進(jìn)程,從中選出有質(zhì)量的項目進(jìn)入科研理論訓(xùn)練。充沛應(yīng)用好物理、電子競賽等創(chuàng)新平臺，促進(jìn)電動力學(xué)課程的教學(xué)，培育使用型、復(fù)合型、技藝型人才，加強畢業(yè)生失業(yè)才能。“電動力學(xué)”作爲(wèi)一門探求性課程，在課堂教學(xué)中，要突出先生的參與性，使他們自動獲取而不是主動承受迷信結(jié)論，互動思想使先生覺得電動力學(xué)發(fā)人沉思，不難入門。“電動力學(xué)”與其他物理學(xué)分支具有“個性”和“特性”的關(guān)系。爲(wèi)了激起先生學(xué)習(xí)興味，可以常常采用課堂討論方式，由先生發(fā)問，在教員引導(dǎo)下大家討論，總結(jié)得出正確結(jié)論。由于剖析“電動力學(xué)”需求運用籠統(tǒng)思想，所以課堂教學(xué)應(yīng)充沛運用多媒體，盡量運用圖像和顏色搭配，使先生樹立正確的物理圖像。留意“信息技術(shù)”與“電動力學(xué)”課程的無效整合，這關(guān)于全體優(yōu)化教學(xué)進(jìn)程，進(jìn)步先生的專業(yè)知識學(xué)習(xí)效果、進(jìn)步先生的信息技術(shù)才能、培育先生的協(xié)作認(rèn)識和創(chuàng)新肉體均具有嚴(yán)重的理想意義。同時，可將教學(xué)實際使用到創(chuàng)新理論才能訓(xùn)練中，使用到物理、電子等各類競賽中。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]馮云光.物理專業(yè)電動力學(xué)教學(xué)變革的探究[J].才智，2014，(19).

　　[2]鄭偉，呂嫣.電動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建立的研討[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報(自然迷信版)，2013，31(4)：531-534.

　　[3]劉佳.《電磁學(xué)》與《電動力學(xué)》課程體系創(chuàng)新研討[J].科技信息，2013，(11)：44.

　　[4]熊萬杰，陸建隆.對“電動力學(xué)”課程變革的探究[J].初等文科教育，2003，(6)：72-75.

　　[5]付長寶，徐國慧，王希英.基于電動力學(xué)教學(xué)變革的學(xué)習(xí)辦法討論[J].通化師范學(xué)院學(xué)報，2009，30

　　物理學(xué)方面的論文篇2

　　試談電力信息物理融合系統(tǒng)

　　【摘 要】嵌入式系統(tǒng)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展使構(gòu)建未來智能電網(wǎng)成為了可能，基于信息物理系統(tǒng)(CPS)技術(shù)構(gòu)建電力信息物理融合系統(tǒng)(CPPS)為實現(xiàn)未來智能電網(wǎng)提供了新的思路。本文對CPPS平臺進(jìn)行了初步研究分析，介紹了應(yīng)用于CPPS中的同步PMU技術(shù)、開放式通信網(wǎng)絡(luò)、分布式控制。

　　【關(guān)鍵詞】CPPS;同步PMU;開放式通信;分布式控制

　　引言

　　受能源危機、環(huán)保壓力的推動，以及用戶對電能質(zhì)量(QoS)要求的不斷提高，當(dāng)代電力系統(tǒng)不再符合社會的發(fā)展需求，智能電網(wǎng)(Smart Grid)成為未來電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。智能電網(wǎng)的發(fā)展原因主要有以下幾個方面：

　　1)分布式電源(Distributed Generation，DG)大量接入電網(wǎng)導(dǎo)致的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。由于DG的大量接入使電網(wǎng)變成一個故障電流和運行功率雙向流動的有源網(wǎng)絡(luò)，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和脆弱度，因此亟需發(fā)展智能電網(wǎng)以解決DG大量接入電網(wǎng)導(dǎo)致的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。

　　2)電力用戶對電能質(zhì)量(QoS)要求的不斷提高?，F(xiàn)代社會短時間的停電也會給高科技產(chǎn)業(yè)帶來巨額的經(jīng)濟損失，近年來發(fā)生的大停電事故更是給社會帶來了難以估量的經(jīng)濟損失。因此，亟需建立堅強自愈的智能電網(wǎng)以提供優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

　　論文主體結(jié)構(gòu)如下：第1部分介紹了近年來信息物理系統(tǒng)(Cyber Physical System ，CPS)技術(shù)的發(fā)展以及CPS與智能電網(wǎng)的相互關(guān)系;第2部分介紹了電力信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-Physical Power System，CPPS)的硬件平臺模型;第3部分介紹了同步相量測量裝置(Phasor Measurement Units，PMU)技術(shù);第4部分對CPPS中的開放式通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了初步分析;第5部分對CPPS的分布式控制技術(shù)進(jìn)行了簡單介紹;最后第6部分做出全文總結(jié)。

　　1 CPS與智能電網(wǎng)的相互關(guān)系

　　CPS技術(shù)的發(fā)展得益于近年來嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等的高速發(fā)展，其最終目標(biāo)是實現(xiàn)對物理世界隨時隨地的控制。CPS通過嵌入數(shù)量巨大、種類繁多的無線傳感器而實現(xiàn)對物理世界的環(huán)境感知，通過高性能、開放式的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部安全、及時、可靠地通信，通過高精度、可靠的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實現(xiàn)自主協(xié)調(diào)、遠(yuǎn)程精確控制的目標(biāo)[1]。

　　CPS技術(shù)已經(jīng)在倉儲物流、自主導(dǎo)航汽車、無人飛機、智能交通管理、智能樓宇以及智能電網(wǎng)等領(lǐng)域得以初步研究應(yīng)用[2]。

　　將CPS技術(shù)引入到智能電網(wǎng)中，可以得到電力信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-Physical Power System，CPPS)的概念。為了分析CPPS與智能電網(wǎng)的相互關(guān)系，首先簡單回顧一下智能電網(wǎng)的概念。目前關(guān)于智能電網(wǎng)的概念較多，并且未達(dá)成一致結(jié)論。IBM中國公司高級電力專家Martin Hauske認(rèn)為智能電網(wǎng)有3個層面的含義：首先利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備的運行狀況進(jìn)行實時監(jiān)控;然后把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行傳輸、收集、整合;最后通過對實時數(shù)據(jù)的分析、挖掘，達(dá)到對整個電力系統(tǒng)運行進(jìn)行優(yōu)化管理的目的[3-4]。

　　從上文關(guān)于CPS和智能電網(wǎng)的介紹中可以看出，CPS與智能電網(wǎng)在概念上有相通之處，它們均強調(diào)利用前沿通信技術(shù)和高端控制技術(shù)增強對系統(tǒng)的環(huán)境感知和控制能力。因此，在CPS基礎(chǔ)上建立的CPPS為促進(jìn)電力一次系統(tǒng)與電力信息系統(tǒng)的深度融合，最終實現(xiàn)構(gòu)建完整的智能電網(wǎng)提供了新的思路和實現(xiàn)途徑。

　　2 CPPS的硬件平臺架構(gòu)

　　基于分布式能源廣泛接入電網(wǎng)所引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題以及建立堅強自愈智能電網(wǎng)的總體目標(biāo)，建立安全、穩(wěn)定、可靠的智能電網(wǎng)成為未來電力系統(tǒng)研究的重要方向，同時也是CPPS研究的主要內(nèi)容。

　　傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)監(jiān)測手段主要有基于電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)監(jiān)測的SCADA/EMS系統(tǒng)和側(cè)重于電磁暫態(tài)過程監(jiān)測的各種故障錄波儀，保護(hù)控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保護(hù)控制裝置安裝處的就地控制方式[5]。就地控制方式易于實現(xiàn)，并且響應(yīng)速度快，但是由于利用的信息有限，控制性能不夠完善，不能預(yù)測和解決系統(tǒng)未知故障，對于電力系統(tǒng)多重反應(yīng)故障更不能準(zhǔn)確動作。集中控制方式利用系統(tǒng)全局信息，能夠優(yōu)化系統(tǒng)控制性能，但是計算數(shù)據(jù)龐大、通信環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，并且現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)主要對電力系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析，不能對電力系統(tǒng)的動態(tài)運行進(jìn)行有效地控制。

　　針對目前電力系統(tǒng)監(jiān)測、控制手段的不足，要建立堅強自愈的未來智能電網(wǎng)，必須建立相應(yīng)的廣域保護(hù)的實時動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，CPPS的硬件平臺就是在此基礎(chǔ)上建立起來的。

　　CPPS的硬件平臺6層體系架構(gòu)如圖1所示，主要包括：物理層(電力一次設(shè)備)、傳感驅(qū)動層(同步PMU)、分布式控制層(智能終端單元STU、智能電子裝置IED等)、過程控制層(控制子站PLC)、高級優(yōu)化控制層(SCADA主站控制中心)和信息層(開放式通信網(wǎng)絡(luò))。

　　其中，底層的物理層是指電力系統(tǒng)的一次設(shè)備，如發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)等。傳感驅(qū)動層主要用于對電力系統(tǒng)的動態(tài)運行參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，測量參數(shù)包括電流、電壓、相角等，在CPPS中廣泛使用的測量裝置是同步PMU。分布式控制層主要包括各STU/IED，為廣域保護(hù)的分布式就地控制提供反饋控制回路。過程控制層主要指樞紐發(fā)電廠和變電站的控制子站，是CPPS的重要組成部分，通過收集多個測量節(jié)點的數(shù)據(jù)信息，建立系統(tǒng)層面的控制回路，并做出相應(yīng)的控制決策。高級優(yōu)化控制層是指調(diào)度中心控制主站，主要為電力系統(tǒng)的動態(tài)運行提供人工輔助優(yōu)化控制。頂層的信息層即智能電網(wǎng)的開放式通信網(wǎng)絡(luò)，注意信息層并不是單獨的一層，而是重疊搭接CPPS的各個分層，為CPPS內(nèi)部各組件提供安全、及時、可靠的通信。

　　上文給出了CPPS的硬件平臺模型，但要在電力系統(tǒng)中具體實現(xiàn)CPPS，涉及諸多方面的技術(shù)難題，下面對CPPS中的同步PMU、開放式通信網(wǎng)絡(luò)以及分布式控制等分別加以簡單介紹。

　　3 同步PMU測量技術(shù)

　　同步PMU是構(gòu)建CPPS的基礎(chǔ)，它為CPPS中廣域保護(hù)的動態(tài)監(jiān)測提供了豐富的測量數(shù)據(jù)。同步PMU裝置主要對電力系統(tǒng)內(nèi)部的同步相量進(jìn)行測量和輸出，裝設(shè)點包括大型發(fā)電廠、聯(lián)絡(luò)線落點、重要負(fù)荷連接點以及HVDC、SVC等控制系統(tǒng)，測量數(shù)據(jù)包括線路的三相電壓、三相電流、開關(guān)量以及發(fā)電機端的三相電壓、三相電流、開關(guān)量、勵磁電流、勵磁電壓、勵磁信號、氣門開度信號、AGC、AVC、PSS等控制信號[6]。利用測得的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度分析，為電力系統(tǒng)的動態(tài)控制提供依據(jù)。

　　同步PMU的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

　　其中，GPS接收模塊將精度在±1微秒之內(nèi)的秒脈沖對時脈沖與標(biāo)準(zhǔn)時間信號送入A/D轉(zhuǎn)換器和CPU單元，作為數(shù)據(jù)采集和向量計算的標(biāo)準(zhǔn)時間源。由電壓、電流互感器測得的三相電流、電壓經(jīng)過濾波整形和A/D轉(zhuǎn)換后，送到CPU單元進(jìn)行離散傅里葉計算，求出同步相量后再進(jìn)行輸出。注意，發(fā)電機PMU除了測量機端電壓、電流和勵磁電壓、電流以外，還需接入鍵相脈沖信號用以測量發(fā)電機功角[7]。

　　4 CPPS的開放式通信網(wǎng)絡(luò)

　　建立CPPS的開放式通信網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)該在保證安全、及時、可靠的通信的基礎(chǔ)上，使系統(tǒng)具有高度的開放性，支持自動化設(shè)備與應(yīng)用軟件的即插即用，支持分布式控制與集中控制的結(jié)合。對于建立的開放式通信網(wǎng)絡(luò)，需要進(jìn)行通信實時性分析、網(wǎng)絡(luò)安全性和可靠性分析。

　　4.1 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

　　IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)作為新一代的網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)而運用于智能變電站中，支持設(shè)備的即插即用和互操作，使智能變電站具有高度的開放性。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)是智能變電站的網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)，同時正在進(jìn)一步發(fā)展成為智能電網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn)[8]，因此，使用IEC 61850作為CPPS通信網(wǎng)路的通信標(biāo)準(zhǔn)是最佳選擇。

　　IEC 61850的核心技術(shù)[9]包括面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)、XML(可擴展標(biāo)記語言)技術(shù)、軟件復(fù)用技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)以及高速以太網(wǎng)技術(shù)等。

　　4.2 通信網(wǎng)絡(luò)配置與分析

　　對于CPPS開放式通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)配置，可參考智能變電站的三層二網(wǎng)式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)配置，構(gòu)建CPPS的3層式通信網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示。

　　其中，底層為位于發(fā)電廠、變電站和重要負(fù)荷處的大量PMU、STU/IED，分別負(fù)責(zé)采集實時信息和執(zhí)行保護(hù)控制功能。中間層為控制子站(過程控制單元PLC)，每個控制子站與多個PMU、STU/IED相連，以完成該分區(qū)系統(tǒng)層面的保護(hù)控制，并根據(jù)需要將數(shù)據(jù)上傳到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上傳數(shù)據(jù)，處理以后將控制信息下發(fā)到各控制子站，以實現(xiàn)CPPS的廣域保護(hù)控制功能。注意，各層設(shè)備均嵌入GPS實現(xiàn)精確對時，保證全系統(tǒng)的同步數(shù)據(jù)采樣。

　　5 CPPS的分布式控制機理

　　要建立堅強自愈的智能電網(wǎng)，必須利用新型控制機理建立可靠的電力控制系統(tǒng)。根據(jù)電力故障擴大的路徑和范圍以及故障的時間演變過程，文獻(xiàn)[10-11]中提出建立時空協(xié)調(diào)的大停電防御框架，建立了電力系統(tǒng)的3道防線，為實現(xiàn)智能電網(wǎng)的廣域動態(tài)保護(hù)控制奠定了良好的基礎(chǔ)。

　　電力系統(tǒng)的分布式控制(Distributed Control，DC)是相對于傳統(tǒng)的SCADA主站集中控制方式而言的，指的是多機系統(tǒng)，即用多臺計算機(指嵌入式系統(tǒng)，包括PLC控制子站和STU/IED等)分別控制不同的設(shè)備和對象(如發(fā)電機、負(fù)荷、保護(hù)裝置等)，各自構(gòu)成獨立的子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間通過通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，通過對任務(wù)的相互協(xié)調(diào)和分配而完成系統(tǒng)的整體控制目標(biāo)[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制，集中管理”。在電力系統(tǒng)的3道防線的基礎(chǔ)上，結(jié)合分布式控制技術(shù)，建立CPPS的3層控制架構(gòu)，如圖4所示。

　　其中，分布式控制層主要是在故障發(fā)生的起始階段(緩慢開斷階段)采取的控制措施，其控制目標(biāo)應(yīng)該是保證系統(tǒng)在不嚴(yán)重故障下的穩(wěn)定性，防止故障的蔓延。過程控制層是在系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重故障時(級聯(lián)崩潰開始階段)所采取的廣域緊急控制措施，需要付出較大的代價。通常針對可能會使系統(tǒng)失穩(wěn)的特定故障，往往需要投切非故障設(shè)備以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。廣域的緊急控制措施應(yīng)該在故障被識別出的第一時間立即實施，控制措施實施越晚，控制效果越差。優(yōu)化控制層是在前兩層控制均拒動或欠控制而沒有取得控制效果，同時在檢測到各種不穩(wěn)定現(xiàn)象后所采取的控制措施，通常需要進(jìn)行多輪次的切負(fù)荷和振蕩解列。在電力恢復(fù)階段，要有自適應(yīng)的黑啟動和自痊愈的控制方案。

　　6 結(jié)語

　　將CPS方法引入到電力系統(tǒng)中，建立CPPS的模型平臺，為建立堅強自愈的智能電網(wǎng)提供新的思路。文中對CPPS中的同步PMU測量技術(shù)、開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式控制技術(shù)分別進(jìn)行了簡單介紹。

>>>下一頁更多精彩的“物理學(xué)方面的論文”