审稿快好发的大学学报是黑河学院学报、宁夏师范学院学报、通化师范学院学报。绥化学院学报、湖南行政学院学报、齐齐哈尔大学、哈尔滨师范大学、北京印刷学院学报，这些都是比较好发的，审核也比较快，3天左右都可以出结果。
大学学报的作用
培育高校科研精神。
现在学报基本上都是实行的外审制度，都是匿名审稿，只有一些文章质量高，有应用价值的稿件才能得到录用，水平低、内容空洞和关系稿将被排除在外，这就可以督促科研工作者严谨的工作作风，刻苦钻研，认真撰写科研论文，从而培育了师生严谨的治学精神。
论文在发表前，要经过编辑工作，在编辑过程中，编辑要和作者进行深入交流，在编辑的精心指导下，认真修改文章，这样作者就可以从不同角度看自己的成果，对自己的研究成果有了更明确的认识，这不仅锻炼了作者的思维能力也提高了他的科研素质。
学报对学科建设的作用。
学报是一个综合性的学术期刊，教师在科研方面获得的新发现，新认识，就有必要发表来和其他同仁交流自己的成果，学报是一个百花齐放百家争鸣的科学论坛，不同学科通过在学报这个论坛进行学术探讨，有利于一些交叉学科或边缘学科等新兴学科的形成。
学报可以为这些新兴学科设置专栏，优先发表其产生的重大科研成果，促进这些新兴学科的发展。
培养人才的重要基地。
现在由于扩招，高校师资力量不足，因此招聘了很多青年教师，这些青年教师在教课之余也要从事一些科研活动，但是他们刚开始从事科研，经验不足，因此写的论文稍有些欠缺，因而学报尤其是本校的学报是他们投稿的首要选择。
只要文章有创新点，学报编辑便不厌其烦地帮助作者反复修改，这样也锻炼了青年教师的写作能力，增加了他们继续搞科研的自信心，《复旦大学学报》就确立了不靠名人带刊物，要用刊物育新人的办刊思想，从而造就了很多名家。
通化师范学院代码是10202。学校是公办本科院校，地址为：吉林省通化市育才路950号。
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小学科学课程旨在培养学生的科学素养，是新课程改革后出现的一门新兴课程，教学方法运用的情况直接影响着教学活动进行的效果。下文是我为大家搜集整理的关于小学教师科学论文的内容，欢迎大家阅读参考!
小学教师科学论文篇1
浅谈小学科学教师的课堂角色
【摘 要】 在新一轮的课程改革中，小学科学课程标准从课程目标、教学目的、教学内容、教学方法等多方面、全方位地对小学科学教师的课堂角色提出了新的要求。为了更好地适应新课改的要求，小学科学教师应具备的新的课堂角色主要有以下几个方面：课堂氛围的营造者、学生发展的促进者、科学学习的引导者、探究活动的支持者、课程资源的开发者。
【关键词】 小学科学 教师 课堂角色
我国《科学(3～6年级)课程标准》中明确指出，学生是科学学习的主体，探究性学习是培养学生科学素养的主要方式。探究性学习的课堂教学方式在理论上要求小学科学教师能够扮演多种课堂角色，因此小学科学教师必须不断学习提升自己，以更好地适应小学科学课程改革的需要。那么，在新课改对小学科学教师提出的新要求下，小学科学教师应具备哪些新的课堂角色呢?
一、小学科学教师是课堂氛围的营造者
拥有一个良好的课堂氛围能够使教师与学生都充满激情，教师教的态度和学生学的态度端正明确，能够使课堂上的各个环节紧密相连、井然有序，能够增强学生的求知欲望，能够使学生注意力更加集中、思维更加活跃，能够增进师生间的互动及情感交流，还能够使教师与学生为着同一个教学目标而共同努力探讨，从而获得前所未有的成功与喜悦。在这样的课堂氛围中学生能够得到身心的放松和自由，享受精神的愉悦，并在此基础上充分发展个性，得到身心的和谐发展。因此，在小学科学课程的教学中，教师需要营造一个良好的课堂氛围。那么，如何来营造这样的氛围呢?首先，教师需要掌握幽默风趣的教学语言，能够不时地带给学生轻松和快乐，提高学生学习科学的乐趣;其次，教师应创设平等民主的师生关系，真诚地关心爱护学生，促进师生、生生间思维的交流。此外，教师还应该对教学环境也就是科学实验室进行积极的布置，富有科学气息的环境氛围也可以为课堂氛围的营造增色不少。相信，在这样良好的课堂氛围下，教师和学生都能够在科学学习中得到最大的快乐和收获。
二、小学科学教师是学生发展的促进者
传统的科学课程以知识的传授为重点，教师在课堂上将科学知识和技能加以讲解，学生只需听，记住教材中的知识点即可。然而，《小学科学新课程标准》指出，小学科学课程的学习要以学生的发展为中心，培养学生的科学素养。而学生的发展是全面的、多元化的，包括知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的发展。因此，在小学科学课程的学习中，教师不但是科学知识的传授者，更应成为学生发展的引导者、促进者。根据新课标的要求，小学科学教师已经不再把科学知识的传授作为教学的主要任务和目标;也不再把主要精力花费在单一地考查学生对知识的掌握程度上，而是与学生成为一个学习共同体，共同学习、共同探讨，成为学生科学学习道路上的好伙伴和知心朋友。为此，教师应从学生的学情、具体的教学内容以及课标中对三维具体目标的分析出发，更多地关注学生的学习过程、身心成长的经历、自主探究的体验、知识经验的建构与表达等等，从而发展学生的思维能力和科学素养。
三、小学科学教师是科学学习的引导者
在传统的科学教学中，体现的是教师主体的理念，教师只需要按照教学大纲的要求去教， 学生也只需按照教师的要求去学习。而新课程标准指出，“学生是科学学习的主体”，学习科学课程是从学生生活中的自然事物开始，是他们主动参与和自主探究的过程，强调让学生自己发现问题、解决问题。因此在科学学习过程中，教师是学生进行科学学习的组织者、引导者、合作者。特别是当教师与学生同样处于未知者的位置时，教师必须起到引导者的作用，引导学生积极参与每一个环节的活动， 在活动中师生都是发现者、探究者， 师生更应共同协作，广泛地利用课程资源， 共同探究解决问题的方案。
四、小学科学教师是探究活动的支持者
科学探究活动是科学课程学习的重要组成部分，是科学学习的重要方式，是学生在教师的引导支持下进行的自主探究活动。科学探究活动一般包括提出问题、做出假设、设计方案、实验验证、得出结论、总结交流等环节。在这些环节中，教师应充当着活动的组织者、引导者、支持者， 精心设计每一个环节并引导学生积极参与。教师必须明确，学生是科学探究活动的主体，教师只是起到引导支持的作用，只需简单地提出需要探究问题，指出探究的方向，却不提供具体的步骤和过程，更不会自问自答，强调学生通过探究讨论，自己设计方案、解决问题。
五、小学科学教师是课程资源的开发者
小学科学课程教学，需要获取广泛的课程资源， 而小学科学教师就是课程资源的开发者。科学教师应根据教学内容的特点、学生的实际和周边环境特点，重点收集学校、家庭、社区等方面的各种条件， 从中找出有可能成为科学课程资源的条件，并进行整理重组，从而进行课程资源的开发和利用。教师还应善于开发利用多媒体课程资源， 并掌握多媒体课程资源开发利用的技能。多媒体课程资源包括网络、图片、视频等等，还可以充分实现资源的共享。此外，教师还应带领学生共同开发课程资源，一起进入学校资源空间、家庭资源空间、社区资源空间和多媒体资源空间。使学生多渠道、多媒体、多方位、个性化地体验科学探究活动过程，从而获取科学知识，形成科学素养，发展科学能力。
总之，在新课改的要求下，小学科学教师需要扮演的课堂角色是复杂多样的。在科学课堂上，教师不仅仅是扮演一种课堂角色，往往是几种角色同时扮演，目的是为了更好地发展培养学生的科学素养，而这也是我们探讨小学科学教师课堂角色的根本目的。小学科学教师应该认真研究小学科学课程标准对教师角色提出的新要求，不断学习提高，努力扮演好课堂教学中的各种角色，从而提高教学效率，更好地发展学生的科学素养和探究能力。
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小学教师科学论文篇2
浅谈小学教师的科学素养
摘要：文章主要探讨了当前小学教师科学素养现状及存在的问题，并就当下我国小学教师科学素养的培养和提高提出了自己粗浅的分析。
关键词：小学教师;科学素养;现状;对策
20世纪80年代以来，世界各国都把提高公民的科学素养放到国家和社会发展的战略位置。小学教师作为小学生科学课程学习的倡导者、科学精神的弘扬者、科学知识的传播者、科学方法的引路者，他们科学素养的高低将直接影响和决定小学生的科学素养，以致影响到整个国民科学素养的提高，所以提高小学教师科学素养才是提高全民科学素养的根本保证。
一、小学教师科学素养现状及存在的问题
1.小学教师科学素养现状。
长期以来，由于我国教育基础资源短缺、教育发展理念滞后、教育体系和传统教学观念及课程体系的局限，使我国的教育在曲折中发展，在探索中前进。现阶段我国小学教师科学素养的现状是：小学教师科学素养普遍较低，教师普遍缺乏跨学科的知识，对新课程提出的研究性学习、综合性学习难以胜任;教师普遍缺乏创造性地驾驭教材、处理教材的能力。教师们在科学知识和科学方法上存在很多缺陷，因而导致在教学中出现了一些不科学甚至伪科学的做法。这些就是现阶段我国小学教师科学素养的现状，只有对这些存在的现状加以分析，我们才能找出其中存在的问题。
2.小学教师科学素养存在的问题。
①科学教育观念薄弱。教育观念和教育思想是教师教学行为的根本所在。现阶段小学教师在教学过程中科学教育观念仍然比较薄弱，科学教学中明显偏向的是传授科学知识，很少触及科学态度、科学精神领域，没有理解新课程改革的迫切性和必要性。教师过分注重自身专业的发展，忽视其他相关学科知识的学习，没有采用科学和教学方法，过于注重学生智力的开发，忽视知识、技能、方法的协调发展，不能充分认识到科学素养在教学中的重要作用。②科学信息资源利用不足。现代教育科学信息资源广泛，但许多小学教师仍只注重教科书的使用，认为通过书本、计算机、网络等媒体获取信息已经足够了，缺乏学术交流。现在有很多教师常年没有学术交流机会，也缺少教师与教师之间的交流，有的教师不愿与其他教师分享自己的教学经验。这样是无法提高自身的科学素养的。③知识结构不合理。现阶段我国小学教师在知识结构上存在着严重的不科学、不合理现象。学科课程过深、过剩、过专，但基础学科方面的知识过于狭窄、陈旧，缺乏人文科学基础。重学科课程，轻教育理论课程。而且许多教师缺乏现代教育理念，对教育的本质和价值不理解。④教育科研及实践能力不足。大部分小学教师在教育教学活动中创新意识淡薄，科研能力缺乏，不能通过总结教育教学经验、教育实验、专题研究来展示教育教学规律。而且由于我国传统的教育侧重于理论知识的传授，导致教师自身的教育实践能力较差。通过以上分析，可以看出，现阶段我国小学教师所面临的科学素养问题是比较严峻的，如果不能够解决这些问题，势必会影响到新课程教育的改革，影响到我国教育事业的发展，影响到社会主义现代化的建设。
二、提高小学教师科学素养的策略
1.改变传统的教育教学理念。一直以来，教师都以传统的教育教学理念来教育学生，把教学单纯地当作知识来传授，这种理念从根本上来说是教师科学素养不高的体现。要提高小学教师的科学素养，应当让教师建立多元化的教育科学思想，形成科学态度意识和科学精神品质。改变我国传统的教育教学理念，拥有与时代精神相通的教学理念，摒弃传统的教学观念和教学方法，形成新的教育教学思想，用科学的思想和方法进行科学教学。
2.尽力完善自身的知识结构。小学教师应当重新调整完善自己的知识结构，不应只专注于专业知识的精深，还要注重知识的广博，这样才能适应时代发展，才能更好地教育学生。所以除了要掌握自身专业知识外，还要学习其他学科相关的知识，特别是科学史、科学方法论等知识，从整体上把握科学知识体系，形成全面性的、综合性的、跨学科的科学认知结构。让自己的科学素养在知识结构上，形成科学的、合理的、多元化的结构特征。
3.加强各种科学能力培养。科学能力一般指的是进行科学探究和探索新科学知识的能力，它是科学素养和重要组成部，提高科学能力能够极大地提高小学教师的科学素养。科学能力主要包括：科学探究能力、科学创造能力、科学应用能力和教育科研能力。科学能力的培养重点在于培养教师的创新意识和创新精神：在思想上创新，在教学中创新，在科研中创新。只有勇于创新，敢于创新，教师自身的科学能力才能够提高。
4.树立终身学习的意识。21世纪是以信息技术为标志的科技发展日新月异的时代，是工业经济、知识经济并存且以知识经济趋于主导地位为特征的时代。人类正在步入一个以智力资源的占有、配置，知识的生产、分配、使用为最重要因素的经济时代，社会知识的更新日新月异。作为小学教师要了解科学知识的进步，必须能够培养学生的创新精神和实践能力，必须提高自身的科学素养。所以小学教师就要不断充实自己，树立终身学习的意识，通过自觉学习来获取和更新知识。小学教师要学会合理利用信息资源，接受培训，定期参加各种学术交流，这些都是提高个人科学素养的重要途径。
小学教师科学素养的提高是一个长期的过程，不可能一蹴而就。在这个过程中教师个人应当首先重视起来，将提高自身的科学素养当作一项艰巨的任务，用积极的心态来面对。社会各部门、各组织应当重视起来，给予足够的支持。只有全社会行动起来，我国的教育事业才能更好发展。
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试谈物理学专业电动力学课程教学
动力学电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学，电动力学是它的简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。
一、课程教学根本理念
第一，在教学中要尊重先生学习的主体性、教员教学的主导性，片面发扬先生的盲目性、自动性、发明性。第二，“电动力学”课程属于专业根底课程，教学内容布置上除了让先生学习本门课程的根本知识、根本实际、根本思绪，与其他物理学分支也具有个性和特性的关系。针对这一特点，教师在教学中要留意引导先生类似性抽象思想。第三，教学应突出探求式教学办法，改动传统的教学形式，把信息技术与电动力学课程最大限制地整合，运用多种古代 教育 手腕优化教学进程，推行启示式、探求式、讨论式、小制造等授课方式，培育先生的创新思想和创新理念。
二、在本课程教学中该当做到以下几点
1.讲授内容应实际联络实践
“电动力学”作为一门专业学科课程，是师范院校物理专业的根底实际课。教学中要求先生掌握课程的根本知识、根本实际和根本原理，使先生加深对所授知识的了解，更可深入看法电动力学的实践使用价值，到达学致使用的目的，同时提升先生剖析成绩、处理成绩的才能。
2.注重先生学习的主体性和集体性培育
从课程的设计到评价各个环节，在留意发扬教员在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时，应特别留意表现先生的学习主体位置，以充沛发扬先生的积极性和发掘学习潜能。要求先生能初步剖析消费、生活中的电动力学成绩，以提升先生的剖析成绩和处理成绩的才能。在电动力学实际的学习中运用数学工具处置成绩，使先生看法数学和物理的亲密关系，培育先生运用数学工具处理物理成绩的才能。培育先生自学才能，重要的不是教内容，而是教给先生学习办法。要充沛留意先生的兴味、专长和根底等方面的集体差别，因材施教，依据这种差别性来确定学习目的和评价办法，并提出相应的教学建议。课程规范在课程设计、教学方案、方案制定、内容选取和教学评价等环节上，为教学、学习提供了选择余地和开展的空间。
3.运用多种古代教育手腕优化教学环节
充沛应用古代化教学手腕，发扬信息化教学的劣势，加强先生的学习兴味，进一步强化需求掌握的知识点，拓宽知识面，加强先生的理论操作技艺，培育迷信的思想方式，这样先生能更好地掌握“电动力学”课程知识所触及的相关迷信办法，无效提升其发现成绩、剖析成绩、处理成绩的才能。
4.具有良好的实验条件，充沛保证明验和理论训练质量
鼓舞先生展开科研理论训练，参与各类科技竞赛。实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想，充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台，促进电动力学课程的教学。
三、课程学习战略探求
第一，针对“电动力学”是实际根底课的特点，先生必需坚持 课前预习 ，预习进程中无意识地提出成绩。课堂教学次要采用探求式课堂教学法，即每节课突出一个主题，讲清论透相关原理知识，每个主题经过师生多种方式的互动，教员及时理解、处理先生的疑问成绩，以加强先生的学习兴味。第二，将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手腕相结合。如课内讲授与课外讨论和制造相结合、根底实际教学与学科前沿讲座结合、根本实际与科研理论训练相结合。第三，鼓舞先生参与科研理论训练和各类科技竞赛。培育多样化使用型人才，以培育使用型、复合型、技艺型人才，加强 毕业 生失业才能，完本钱课的预期目的。第四，电动力学也是一门理论性很强的课程，其研讨对象是区别于实物的物质形状，具有笼统的特征。为防止课程教学的数学化，我们将充沛使用当代信息技术的劣势，比方说以视频教学材料加强先生的理性看法和入手才能。再次，实验课及理论训练要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质，充沛发扬先生的物理思想和物理探求才能。
四、课程教学办法探求
本课程教学中应留意电动力学实际与理论的结合，尊重先生学习的主体性，适当布置指点性自习，培育先生的自学才能。增强对先生课前、课后的答疑辅导，注重先生才能的培育，使先生经过对电动力学中根本实际的了解，看法和掌握电动力学原理的研讨规律，开辟思绪，初步培育先生的科研思想。
1.“双边反应式”教学法
这种教学法由“自学”和“反应”两局部构成，其着眼点是先生在教员指点下的自学和教员由反应来的信息而停止的有重点的解说，使先生的才能在重复训练中失掉锤炼。“自学”和“反应”表现了先生和教员的互相联络、互相配合、互相作用的训练进程。
2.以成绩为中心，展开课堂讨论
式教学法建议课堂教学中遵照迷信性、主体性、开展性准绳，采用以先生为主体的小组讨论式的办法，从提出成绩动手，激起先生学习的兴味，让先生有针对性地去探究并运用实际知识处理实践成绩;也可以针对教研室科研任务中遇到的成绩设计讨论或考虑题，以启示先生剖析、讨论有关电动力学成绩，学习并稳固电动力学知识，开辟思绪，培育科研思想。
3.倡导学导式的教学方式
在教员指点下，先生停止自学、自练，教员把先生在教学进程中的认知活动视为教学活动的主体，让先生自动地去获取知识，开展各自才能，从而到达在充沛发扬先生自动性的根底上，渗入教员的正确引导，使教学单方各尽其能，各得其所。
4.多展开课外理论活动
课外理论训练中，要留意培育先生的逻辑思想、发明性思想才能和素质。鼓舞和指点有才能的先生进入科研理论训练，参与各类科技竞赛。将先生撰写的课程小论文融入教学全进程,从中选出有质量的项目进入科研理论训练。充沛应用好物理、电子竞赛等创新平台，促进电动力学课程的教学，培育使用型、复合型、技艺型人才，加强毕业生失业才能。“电动力学”作为一门探求性课程，在课堂教学中，要突出先生的参与性，使他们自动获取而不是主动承受迷信结论，互动思想使先生觉得电动力学发人沉思，不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“个性”和“特性”的关系。为了激起先生学习兴味，可以常常采用课堂讨论方式，由先生发问，在教员引导下大家讨论， 总结 得出正确结论。由于剖析“电动力学”需求运用笼统思想，所以课堂教学应充沛运用多媒体，尽量运用图像和颜色搭配，使先生树立正确的物理图像。留意“信息技术”与“电动力学”课程的无效整合，这关于全体优化教学进程，进步先生的专业知识学习效果、进步先生的信息技术才能、培育先生的协作认识和创新肉体均具有严重的理想意义。同时，可将教学实际使用到创新理论才能训练中，使用到物理、电子等各类竞赛中。
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【摘 要】嵌入式系统、计算机技术、网络通信技术的快速发展使构建未来智能电网成为了可能，基于信息物理系统(CPS)技术构建电力信息物理融合系统(CPPS)为实现未来智能电网提供了新的思路。本文对CPPS平台进行了初步研究分析，介绍了应用于CPPS中的同步PMU技术、开放式通信网络、分布式控制。
【关键词】CPPS;同步PMU;开放式通信;分布式控制
引言
受能源危机、环保压力的推动，以及用户对电能质量(QoS)要求的不断提高，当代电力系统不再符合社会的发展需求，智能电网(Smart Grid)成为未来电力系统的发展方向。智能电网的发展原因主要有以下几个方面：
1)分布式电源(Distributed Generation，DG)大量接入电网导致的系统稳定性问题。由于DG的大量接入使电网变成一个故障电流和运行功率双向流动的有源网络，增加了系统的复杂度和脆弱度，因此亟需发展智能电网以解决DG大量接入电网导致的系统稳定性问题。
2)电力用户对电能质量(QoS)要求的不断提高。现代社会短时间的停电也会给高科技产业带来巨额的经济损失，近年来发生的大停电事故更是给社会带来了难以估量的经济损失。因此，亟需建立坚强自愈的智能电网以提供优质的电力服务。
论文主体结构如下：第1部分介绍了近年来信息物理系统(Cyber Physical System ，CPS)技术的发展以及CPS与智能电网的相互关系;第2部分介绍了电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的硬件平台模型;第3部分介绍了同步相量测量装置(Phasor Measurement Units，PMU)技术;第4部分对CPPS中的开放式通信网络进行了初步分析;第5部分对CPPS的分布式控制技术进行了简单介绍;最后第6部分做出全文总结。
1 CPS与智能电网的相互关系
CPS技术的发展得益于近年来嵌入式系统技术、计算机技术以及网络通信技术等的高速发展，其最终目标是实现对物理世界随时随地的控制。CPS通过嵌入数量巨大、种类繁多的无线传感器而实现对物理世界的环境感知，通过高性能、开放式的通信网络实现系统内部安全、及时、可靠地通信，通过高精度、可靠的数据处理系统实现自主协调、远程精确控制的目标[1]。
CPS技术已经在仓储物流、自主导航汽车、无人飞机、智能交通管理、智能楼宇以及智能电网等领域得以初步研究应用[2]。
将CPS技术引入到智能电网中，可以得到电力信息物理融合系统(Cyber-Physical Power System，CPPS)的概念。为了分析CPPS与智能电网的相互关系，首先简单回顾一下智能电网的概念。目前关于智能电网的概念较多，并且未达成一致结论。IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske认为智能电网有3个层面的含义：首先利用传感器对发电、输电、配电、供电等环节的关键设备的运行状况进行实时监控;然后把获得的数据通过网络系统进行传输、收集、整合;最后通过对实时数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行进行优化管理的目的[3-4]。
从上文关于CPS和智能电网的介绍中可以看出，CPS与智能电网在概念上有相通之处，它们均强调利用前沿通信技术和高端控制技术增强对系统的环境感知和控制能力。因此，在CPS基础上建立的CPPS为促进电力一次系统与电力信息系统的深度融合，最终实现构建完整的智能电网提供了新的思路和实现途径。
2 CPPS的硬件平台架构
基于分布式能源广泛接入电网所引起的系统稳定性问题以及建立坚强自愈智能电网的总体目标，建立安全、稳定、可靠的智能电网成为未来电力系统研究的重要方向，同时也是CPPS研究的主要内容。
传统的电力系统监测手段主要有基于电力系统稳态监测的SCADA/EMS系统和侧重于电磁暂态过程监测的各种故障录波仪，保护控制方式主要有基于SCADA主站的集中控制方式和基于保护控制装置安装处的就地控制方式[5]。就地控制方式易于实现，并且响应速度快，但是由于利用的信息有限，控制性能不够完善，不能预测和解决系统未知故障，对于电力系统多重反应故障更不能准确动作。集中控制方式利用系统全局信息，能够优化系统控制性能，但是计算数据庞大、通信环节多，系统响应速度慢，并且现有SCADA系统主要对电力系统进行稳态分析，不能对电力系统的动态运行进行有效地控制。
针对目前电力系统监测、控制手段的不足，要建立坚强自愈的未来智能电网，必须建立相应的广域保护的实时动态监控系统，CPPS的硬件平台就是在此基础上建立起来的。
CPPS的硬件平台6层体系架构如图1所示，主要包括：物理层(电力一次设备)、传感驱动层(同步PMU)、分布式控制层(智能终端单元STU、智能电子装置IED等)、过程控制层(控制子站PLC)、高级优化控制层(SCADA主站控制中心)和信息层(开放式通信网络)。
其中，底层的物理层是指电力系统的一次设备，如发电厂、输配电网等。传感驱动层主要用于对电力系统的动态运行参数进行实时监控，测量参数包括电流、电压、相角等，在CPPS中广泛使用的测量装置是同步PMU。分布式控制层主要包括各STU/IED，为广域保护的分布式就地控制提供反馈控制回路。过程控制层主要指枢纽发电厂和变电站的控制子站，是CPPS的重要组成部分，通过收集多个测量节点的数据信息，建立系统层面的控制回路，并做出相应的控制决策。高级优化控制层是指调度中心控制主站，主要为电力系统的动态运行提供人工辅助优化控制。顶层的信息层即智能电网的开放式通信网络，注意信息层并不是单独的一层，而是重叠搭接CPPS的各个分层，为CPPS内部各组件提供安全、及时、可靠的通信。
上文给出了CPPS的硬件平台模型，但要在电力系统中具体实现CPPS，涉及诸多方面的技术难题，下面对CPPS中的同步PMU、开放式通信网络以及分布式控制等分别加以简单介绍。
3 同步PMU测量技术
同步PMU是构建CPPS的基础，它为CPPS中广域保护的动态监测提供了丰富的测量数据。同步PMU装置主要对电力系统内部的同步相量进行测量和输出，装设点包括大型发电厂、联络线落点、重要负荷连接点以及HVDC、SVC等控制系统，测量数据包括线路的三相电压、三相电流、开关量以及发电机端的三相电压、三相电流、开关量、励磁电流、励磁电压、励磁信号、气门开度信号、AGC、AVC、PSS等控制信号[6]。利用测得的数据可以进行系统的稳定裕度分析，为电力系统的动态控制提供依据。
同步PMU的硬件结构框图如图2所示。
其中，GPS接收模块将精度在±1微秒之内的秒脉冲对时脉冲与标准时间信号送入A/D转换器和CPU单元，作为数据采集和向量计算的标准时间源。由电压、电流互感器测得的三相电流、电压经过滤波整形和A/D转换后，送到CPU单元进行离散傅里叶计算，求出同步相量后再进行输出。注意，发电机PMU除了测量机端电压、电流和励磁电压、电流以外，还需接入键相脉冲信号用以测量发电机功角[7]。
4 CPPS的开放式通信网络
建立CPPS的开放式通信网络，应该在保证安全、及时、可靠的通信的基础上，使系统具有高度的开放性，支持自动化设备与应用软件的即插即用，支持分布式控制与集中控制的结合。对于建立的开放式通信网络，需要进行通信实时性分析、网络安全性和可靠性分析。
4.1 IEC 61850标准的应用
IEC 61850标准作为新一代的网络通信标准而运用于智能变电站中，支持设备的即插即用和互操作，使智能变电站具有高度的开放性。IEC 61850标准是智能变电站的网络通信标准，同时正在进一步发展成为智能电网的通信标准[8]，因此，使用IEC 61850作为CPPS通信网路的通信标准是最佳选择。
IEC 61850的核心技术[9]包括面向对象建模技术、XML(可扩展标记语言)技术、软件复用技术、嵌入式 操作系统 技术以及高速以太网技术等。
4.2 通信网络配置与分析
对于CPPS开放式通信网络的网络配置，可参考智能变电站的三层二网式网络结构配置，构建CPPS的3层式通信网络，如图3所示。
其中，底层为位于发电厂、变电站和重要负荷处的大量PMU、STU/IED，分别负责采集实时信息和执行保护控制功能。中间层为控制子站(过程控制单元PLC)，每个控制子站与多个PMU、STU/IED相连，以完成该分区系统层面的保护控制，并根据需要将数据上传到SCADA主站控制中心。SCADA主站控制中心接收各控制子站的上传数据，处理以后将控制信息下发到各控制子站，以实现CPPS的广域保护控制功能。注意，各层设备均嵌入GPS实现精确对时，保证全系统的同步数据采样。
5 CPPS的分布式控制机理
要建立坚强自愈的智能电网，必须利用新型控制机理建立可靠的电力控制系统。根据电力故障扩大的路径和范围以及故障的时间演变过程，文献[10-11]中提出建立时空协调的大停电防御框架，建立了电力系统的3道防线，为实现智能电网的广域动态保护控制奠定了良好的基础。
电力系统的分布式控制(Distributed Control，DC)是相对于传统的SCADA主站集中控制方式而言的，指的是多机系统，即用多台计算机(指嵌入式系统，包括PLC控制子站和STU/IED等)分别控制不同的设备和对象(如发电机、负荷、保护装置等)，各自构成独立的子系统，各子系统之间通过通信网络互联，通过对任务的相互协调和分配而完成系统的整体控制目标[12]。分布式控制的核心特征就是“分散控制，集中管理”。在电力系统的3道防线的基础上，结合分布式控制技术，建立CPPS的3层控制架构，如图4所示。
其中，分布式控制层主要是在故障发生的起始阶段(缓慢开断阶段)采取的控制 措施 ，其控制目标应该是保证系统在不严重故障下的稳定性，防止故障的蔓延。过程控制层是在系统已经发生严重故障时(级联崩溃开始阶段)所采取的广域紧急控制措施，需要付出较大的代价。通常针对可能会使系统失稳的特定故障，往往需要投切非故障设备以保证系统的稳定性。广域的紧急控制措施应该在故障被识别出的第一时间立即实施，控制措施实施越晚，控制效果越差。优化控制层是在前两层控制均拒动或欠控制而没有取得控制效果，同时在检测到各种不稳定现象后所采取的控制措施，通常需要进行多轮次的切负荷和振荡解列。在电力恢复阶段，要有自适应的黑启动和自痊愈的控制方案。
6 结语
将CPS 方法 引入到电力系统中，建立CPPS的模型平台，为建立坚强自愈的智能电网提供新的思路。文中对CPPS中的同步PMU测量技术、开放式通信 网络技术 、分布式控制技术分别进行了简单介绍。
