摘要：随着经济的飞速发展，和“一带一路”等大型国家级发展战略制定，中国第三产业规模的急速扩大，国民经济发展带动居民日常生活品质提高，我国用电需求量不断攀升。在如此繁复和大规模的用电网络中，优化企业电力管理就显得尤为重要，而运用信息物理系统（CPS），改善企业电力管理结构就是其中的重中之重。同时，在维护企业电力运行的过程中，实时对信息物理系统进行升级，将对企业电力使用及分配的顺利进行，企业参与用电交易的可靠性起到至关重要的作用。本文从现信息物理系统在电力企业运营的实际应用出发，研究其在电力管理中存在的价值和可能出现的问题。明确现代信息物理系统在企业电力管理中的必要性，通过基本的应用揭示现代信息物理系统的作用和功能。
关键词：信息物理系统；企业电力管理；应用
1引言
能源是企业运行和社会发展的必需品。其中，作为主要能源配置的电力是重中之重。而我国用电量巨大，企业的用电量在其中占主要地位。如何能优化企业用电配置，是如今电力管理中亟须解决的问题。利用信息物理系统合理的分配电力网络、满足企业的用电需求，使之相互结合，形成一种新型的能源配置系统。其中，信息物理系统是发展的方向。信息物理系统(cyber physical system, CPS)是将电网计算能力、用电通信网络以及输电控制技术紧密结合到新一代工程系统。包括通信、物理实体控制、嵌入式计算以及环境感知，使电力系统具有、远程协作、计算、自治功能。从而深度配合电力配置。现代的电力管理，需要用电企业结合电力的使用和管理相结合。CPS是将物理系统和信息系统有机的结合，依照电力物理规则去实现电网的人为管理
2信息物理系统（CPS）
2.1固有性质
电力CPS作为一个融合的系统，有以下三个固有性质。首先是信息电网与物理网络结合，高度融合电力功能，通过科学的配置降低信息系统和物理系统之间的差异，形成统一的沟通方式。然后是电力系统存在离散与连续两种状态，在时间和空间配置中共同作用，使用物理系统，通过分析、建模和控制等方式实现。第三是信息流和能量流交互，通过灵活使用全景信息采集保留电力系统使用过程中数字与动模数据结构，方便构建电力系统CPS混合数模验证平台
2.2主要特征
信息物理系统（CPS）的使用现代电力系统的一个显著的特点，具有规模大、沟通复杂的特点。其中，CPS分为物理系统和信息系统。在电力物理系统中，主要由变压器、断路器、发电机和控制器等设备组成。而对于信息系统，则是由互联网络实现物理电力设备以及电力的控制、传输和传输。由于各国的电力系统不一致、标准不一，且企业使用度不同。所以，CPS研究的特点也各不相同，但其核心思想都是利用运行管理和现代技术实现用电系统的合理配置，更加合理、便捷的使用电力。因此，CPS可以显示一个国家电力配置中信息和物理系统的开发能力，表明耦合现代双系统的机制，方便更准确的利用原则，全局优化支持系统，提升设备、能源使用率，保证电力系统的稳定、安全、可靠运行。
3信息物理系统与企业电力管理
3.2信息系统特点
信息物理系统是一个复杂的动态过程，它贯穿于它的整个生命周期都处于信息系统之中。信息物理系统的危险因素来自内部和外部的攻击破坏，以及内外联合等攻击手段。同时信息系统自身所形成的意外事件等，一定要对将要发生的因素和重要的信息资源进行全方面的风险分析，同时适当的选择合适的安全措施。通过上述手段对可能发生的危险因素及时控制。在现代化的企业电力管理CPS中，具有信息处理能力和通信能力的智能电子设备越来越多，它们被应用于企业电力系统的各个方面。电力测量系统（AMI）采用毫秒级运行周期，这样可以实时准确地反映电力系统运行的状态，但是同时带来数量级的数据增长量。
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3.3物理系统特点
物理系统的危险因素来源于电网系统中的各种故障和扰动。企业电力系统在能量转换单元、电源、硬件设备、电力负荷4个部分都会受到不同范围的干扰，包括传统的企业电力系统变压器、线路等电气元部件的问题，EV、DER随机接入产生的干扰，市场环节造成的大规模恶意攻击，能源接入与断开，无意错误如误操作等。电气元部件问题是企业电力系统的主要风险来源，由恶意攻击和无意错误构成。企业电力系统对于其所处的地理位置、气候状况等因素要求较高，较为敏感。由于企业电力系统设施较为脆弱，因此，当气候状况与地理环境发生剧烈变化时，将会极大影响企业电力系统的故障发生。企业电力系统结构具有多种多样的存在形式，包括树干形结构、放射形结构、复合结构、环网结构和网状结构等。如果采用的是多种结构，在同一电力回路的馈线上，往往存在越是靠近回路根部的点故障出现，从而给整条线路造成的影响越大，其可靠性越低。
4应用要素
4.1融合原则
融合原则就是将信息物理系统和企业电力管理相融合。电力管理体系是将目标与责任制、组织设置、电力管理范围、计量与统计报告、能源利用效率、节能绩效评价、能源平衡、激励制度相结合，从而达成电力合理配置。电力管理体系要划清范围和边界，进一步分为场所界限、物理界限和次级组织界限。边界是过程、场所、组织的结合，设立电力管理系统和，划分用电单位和用电设备。融合的原则是将数据和决策结合，将CPS应用于企业电力管理中，实现企业的有效电力配置能力和企业的管制能力，从而提升自身的竞争力。建设成为现代化的电力智慧企业，制定属于自身企业的战略目标，通过现代化的新技术去尽可能降低用电损耗和成本，提升企业的电力利用率。
4.2融合构架
CPS融合架构是将企业电力管理与数据驱动模块结合，实现现代电力改造、电网升级、电力市场改革。新形势下，要求企业自主参与到电力管理中去。通过使用CPS观念去建设新型企业智慧决策和物理网络系统，同时在基础装备框架下，全面建成现代化的CPS融合架构。其中，包含精准执行、状态感知、科学决策、实时分析等四大方向。框架融合建立在扎实的物理技术之上，包括时开放集成的通信系统以及稳定的电力网络拓扑设计。融合构架的实现要做好上层设计，遵循企业电力系统需求，建立统一的标准架构和技术体系。
4.3应用结合
企业电力系统在配置使用高速率、高级量测、高可靠通信系统与监控设备的情况下，使用现代化的电力管理系统。电力系统具有强大的海量信息处理能力和分析计算能力，全局优化协调运作和分布式智能协作能力。电力系统CPS可以解决数据数目多、系统复杂运行条件下的最佳选择问题，从而得到更佳的解决方案。由于电力系统CPS可以结合大数据分析技术，对电力系统中的不确定性、复杂性、时变性、等条件具有更好的适应能力。因此，在电力系统安全分析方面，具有更合适的校验安全原则、计算安全运行和监测异常裕度。另外，在负荷和电压控制和事故处理及数据恢复等方面，电力系统CPS的应用可提升。
5结束语
综上所述，本文结合现代化的背景，从固有性质、特征等角度解读了信息物理系统。当代电力系统改革后，CPS在企业电力管理中的应用。但电力CPS架构所依赖的各类标注、应用场景、技术的共性或专用系统等方面分析得还不深入，还需要进一步研究分析。
参考文献
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论文作者:陈维平,赵海祥
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/12
标签：电力论文; 物理论文; 系统论文; 电力系统论文; 企业论文; 信息论文; 信息系统论文; 《电力设备》2019年第13期论文;