當今的電網已經進入智能化時代。智能電網廣泛使用廣域傳感和測量、高速信息通信網絡、先進計算和柔性控制等技術，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環(huán)節(jié)的信息化、自動化、互動化。在智能電網中，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、通信網兩個實體網絡互連，在一定程度上已經具備CPS的基本特征。隨著電網自動化系統(tǒng)、大容量傳輸網、泛在傳感網的建設，與互聯(lián)網、能源網等深度融合，智能電網將持續(xù)演進形成廣域協(xié)同、具有自主行為的復雜網絡，從而構成電網信息物理融合系統(tǒng)(GCPS)。GCPS通過電網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)電網智能化的目標提供了新的思路和實現(xiàn)途徑，電網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運行效率與服務價值。

 

GCPS將顯著提升電網的信息感知、集成、共享和協(xié)同能力。我國電網現(xiàn)正處于一個高速發(fā)展時期，電網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)有的調度、生產、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、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絡，如交通網絡，實現(xiàn)多種跨行業(yè)的協(xié)同控制。

 

GCPS將顯著提升電網的自組織、自適應的能力。電網是一個復雜的信息物理基礎設施，在智能電網環(huán)境下信息通信網承載的業(yè)務日益復雜繁重，已成為電網生產運行與監(jiān)測控制不可分割的一部分。GCPS將通過信息與網絡的融合，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。