科技论文进行一些现象和问题的研究，它是科学技术人员对自然科学进行科学分析、综合的研究和阐述，下面是由我整理的科技论文800字物理，谢谢你的阅读。
科技论文800字物理篇一
随着能源的减少，人们逐渐变得重视节能了。在我还上小学时老师就教育我们节约能源，是为了让我们人类能在地球上永远的生活下去。在现实生活中，还有大多数人仍不清楚怎样节能，让节能只是一个说的到，却不能完全做的到的事情，往往还因缺乏科学的节约常识和“小窍门”,造成一些不必要的浪费。现在我来就家庭节电方面给大家介绍几个小窍门。
一.电饭煲节电小窍门
现在市面上的电饭煲分为两种：一种是机械电饭煲，另外一种是电脑电饭煲。使用机械电饭煲时，电饭煲上盖一条毛巾，注意不要遮住出气孔，这样可以减少热量损失。当米汤沸腾后，将按键抬起利用电热盘的余热将米汤蒸干，再摁下按键，焖15分钟即可食用。电饭煲用完后，一定要拔下电源插头，不然电饭煲内温度下降到 70度以下时，会自动通电，这样既费电又会缩短使用寿命。尽量选择功率大的电饭煲，因为煮同量的米饭，700瓦的电饭煲比500瓦的电饭煲要省时间。电脑电饭煲一般功率较大，在800瓦左右，从而节能。
二.电视机节电小窍门
电视机节能可以通过如下几条途径：首先控制好对比度和亮度。一般彩色电视机最亮与最暗时的功耗能相差3O瓦至50瓦，建议室内开一盏低瓦数的日光灯，把电视对比度和亮度调到中间为最佳。其次控制音量，音量大，功耗高。另外,一个省电的办法是观看影碟时，最好在AV状态下。因为在AV状态下，信号是直接接入的，减少了电视高频头工作，耗电自然就减少了。其次是看完电视后，不能用遥控器关机，要关掉电视机上的电源。因为遥控关机后，电视机仍处在整机待用状态，还在用电。一般情况下，待机10小时，相当于消耗半度电。最后是给电视机加防尘罩。这样可防止电视机吸进灰尘，灰尘多了增加电耗。
三.电脑节电小窍门
不用电脑时尽量把电源开关给关掉，这样可以降低耗电量。不用电脑的时候要用一个套子把它套住，不要让灰尘进入电脑，降低用电量，还要不定期的把主机内部的主板和*部件拿出来清洗，这样才可以更好的降低用电!!能尽量不用电脑的时候就不要用电脑。
节能是很重要的，人人都应该用这些小窍门，不应该因嫌麻烦就不去做这些事。这些事对谁都有极大的好处的，仅仅需要举手之劳而已。有关部门也应该加大节能力度，多多宣传。让人类都来节约这并不是永远都有的能源吧!也让我们每个人为造福我们的后代而加油、努力吧!
科技论文800字物理篇二
学习到生活中，我们都离不开纸，而造纸的原材料主要是树皮等植物的纤维，但由于人们盲目的砍伐。现在树木也越来越少了，所以我们要节约用纸，人人有责，要从我们身边的小事做起。
“节约用纸”对我们来说，比起节约水电来似乎遥远了一点。很少清楚节约用纸和保护生态环境有什么直接关系。我们每个人每天都在用纸，用各种各样的不同类型的纸。那么你统计过吗?你每天要用多少张纸?你一星期要用多少纸?你一个月至一年要用多少张纸?结果是惊人的。一张纸从何而来?纸是由树“变”来的。一棵树往往需要长几十年才能被人类利用。人类是无情的，电锯声中，几十年长成的大树轰然倒地。那些木材，运往造纸厂，变成了一张张纸。纸给人类带来了方便，但同时给森林造成了极大的影响。树木不仅可以用来造纸，还可以提供木材。大面积的森林可以涵养水源，防止水土流失，净化空气。如果没有树木，就没有氧气，那我们也就无处安身。森林的消失危害巨大：黄土高原上原本覆盖着成片的森林，郁郁葱葱，一望无际的林海，泛着绿色的波涛。但是，由于人们的破坏，现在黄土高原已真正成为只有黄土的高原，大地脱去了外衣，裸露出了黄色的皮肤，是那样令人痛心。
每年的3月12日是“植树节”。这一天，我们都拎着工具去植树。我国现在的森林覆盖率已上升。这是人类改过自省的结果，是令人欣慰的。
但是，虽然森林覆盖率上升，但仍然很低。所以，植树造林是一项艰巨的任务，也是人类永远的任务。现在已步入冬季，虽然已经过了植树的最好时节，但我们可以在心中播散“节约用纸”的种子，种植“植树造林”的树木，等到来年春天，这些树木已发了芽，长高了。我们可以拿着工具到户外去，将树木的种子播散到土地上，精心呵护它们，让祖国大地充满绿色!为我们遮风挡雨。节约纸张，从我做起。
科技论文800字物理篇三
科学往往是很吸引人的，而且科学还是永远探索不完的，永远新鲜有趣的。比如，就拿漂浮的鸡蛋这一实验来说，也许很多人都知道，但做实验的过程远比听说的要新颖。
实验很简单，材料只有四样：大玻璃杯、食盐、勺子、鸡蛋。虽说简单，却可以从中收获无限知识。
首先，我拿起水壶，在玻璃杯里倒进大半杯水，接着轻轻把鸡蛋放入水中，鸡蛋在杯中沉入底部后就不动了，似乎在休息。
接着我放了1勺盐，鸡蛋没有动静;我开始放第2勺盐，鸡蛋仍然安安静静的躺在杯底;我一气之下放了6勺满满的盐，鸡蛋没有辜负我的期望，上升的一点;最后，我不服输的放了2勺盐，鸡蛋上升指数又高了些。
我听说别人的鸡蛋可以漂浮的水中间，就把鸡蛋拿出来，用勺子搅拌了一下未融的半成品盐水，待杯子底部的盐化了，才慢慢把鸡蛋放进去，这时，鸡蛋不停地上下浮动，我等了一会儿，鸡蛋不动了，挣扎着浮出水面。
最后，我把剩余的2勺盐倒入水中，鸡蛋逐步上升到水面，如戴着泳圈在自在的游泳，我淘气的用手指把鸡蛋往下压，松开手指，鸡蛋又很快飘回到水面。
为什么鸡蛋会飘浮起来?我从电脑中取得了收获：鸡蛋刚放进清水里的时候，由于鸡蛋的比重比水大，鸡蛋受到的浮力小于本身的重量，所以它会沉到底部;放盐后，水把盐溶解了，水的比重增加，当盐水的比重等于鸡蛋的比重时，鸡蛋就会浮在水的中间;再继续加盐，当盐水的比重大于鸡蛋的比重时，鸡蛋就会浮在盐水的上面，并且鸡蛋顶部露出水面。
老师在课堂上告诉我们：任何物体在水里都会受到浮力，受到浮力的大小等于物体排开水的体积的重量，这就是着名的“阿基米德定律”，也叫浮力定律。其实科学就和长大要学的物理差不多。
我很惊奇这个小小的实验居然蕴含了如此丰厚的定理，这才明白科学除了用来放松用来玩，还对我们有很深的重要性。我暗暗下定决心在往后的日子里好好学物理，好好研究这有趣的科学。
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“谚”趣寻“理”——第一站
请闭上你的眼睛，想想我们在日常生活中会碰到的一些民谚俗语吧。想到没，我可想到咯!不知你是否听过“摘不到的是镜中月，捞不着的是水中花。”?这句话里蕴含着丰富的物理知识哦，找出来了没?对了，它就是我们熟悉的平面镜成像原理。如果你没听过，那我就说几个耳熟能详的吧。像“人心齐，泰山移”，想必大家都听过吧?你能找出物理的“藏处“吗?它可是力学家族的一员哦!聪明的你找到了没?它的意思是如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力大小之和。很简单吧?这种”捉迷藏“式的学习很有趣吧?我要派个难找的出来和你“对战”咯，你准备好了吗?我的题是“破镜不能重圆”有人找到没?“是说当分子之间的距离较大时(大于几百埃)，分子之间的引力很小，几乎为零。所以破镜不能重圆吗?”唉：“藏得这么隐秘还是给你找到了，好吧，我认输了。下次我一定会赢你的!”
或许，不是物理乏味，只是我们学习的方法存在误区。有时换种方式，像把物理融入谚语中来学物理效果会更好些，趣味也将会多到无穷无尽。这一站我们就先寻访到这了。要记得“捉迷藏”这个有趣的游戏哦。最后，我再给你们留一道题，题目是“猪八戒照镜子里外不是人”等你们找到它之后要记得告诉我哦!我期待着那天的到来!
特殊的感觉——第二站
这一站我们要拜访的是一名电家族的成员——电梯，不知当你们乘坐电梯时会不会有一种特殊的感觉呢?想要知道为什么会出现这种现象吗?如果想，就跟随我一起去探寻答案吧!
经过多天的努力我终于找到答案了，原来这和“超重”“失重”有关。那“超重”“失重”又是什么意思呢?其实这是两种物理现象。地球上任何的事物都受重力的作用，如果有力使物理克服重力向上加速运动。那么就会呈现超重现象。如果物体沿着重力向下加速运动，那就会呈现失重现象。这是不是很神奇啊?电梯还只是电家族中的一员，这也就意味着还有更多的奥秘等待细心的你去探索!
当你在生活中遇到问题时，不妨多问些为什么哦，希望你们都能够有满脑子的问号，并亲自去解开这个迷哦!这站的路途马上就要结束了，我们还是按照惯例吧。快快跟上我的脚步哦，我要出题咯：“微波炉为什么会加热均匀，而且热效率高呢?”让我们开动脑筋一起去生活中寻找答案吧!期待得到你满意的回答!现在请带上你们的心和我一起探索即将到达的第三站!
蛋的世界——第三站
第三站到了!同学们，是不是很不解呢?蛋!它和物理有什么联系呢?要不先想想应该如何把蛋煮得好看呢?介绍两种煮蛋的方法及其中物理知识给你们。一，温泉蛋：蛋清的凝固温度大约是70℃左右，而蛋黄的凝固温度却只有60℃左右，所以我们在煮鸡蛋时只要将水温控制在60℃——70℃之间，便可煮出一种奇特的蛋——温泉蛋：蛋黄已凝固，而蛋清却还是晶莹剔透的液体!很漂亮哦!淌心蛋：用急火煮鸡蛋，当水沸腾后，由于蛋清在外层，首先被煮熟凝固，而由于蛋清是热的不良导体，所以此时的蛋黄由于受热不充分，基本上还处于液态，如果此时就将鸡蛋取出，便就煮成了我们所说的淌心蛋了。挺有趣的吧?不凡在家试试看看效果吧。煮鸡蛋有花招，那玩鸡蛋是不是也有方式呢?也和物理有关呢?对了，有。一：转鸡蛋：将一枚生鸡蛋和一枚熟鸡蛋以同样的速度在桌面上转动，将会发现生鸡蛋很快就会停下来，而熟鸡蛋转的时间会较长一点。原因就是生鸡蛋在转动时，蛋清蛋黄由于惯性就会阻碍蛋壳的转动。二：想必不倒翁大家都很熟悉吧?知道如何制作吗?首先将生鸡蛋的一端敲一个小孔，将蛋清蛋黄慢慢甩出，凉干再在其中装入适量的沙子，滴入一些胶水以固定住沙子，在蛋壳外画上脸谱，便制成了一个不倒翁。希望我们每个人都能做个不倒翁，在探索物理和人生的道路上永远不被打倒!
这次的路程就快结束了，那三个站点还记得吗?我们一起回忆一下。第一个是在谚语的王国里，第二个是在电器家园，再后来我们就去了鸡蛋的世界。很有趣吧?是否还想继续探索呢?那就加油!“处处留心皆学问。”要努力学习，善于观察，勤于思考。我希望下个站点的导游是你哦。期待这天的到来哦!
从来没有想到离别会提前一年。根本就没有来及准备。很多时候都是这样。事情总是很突然。根本不会有时间让你准备。
我从来没有想到物理老师会走的这么快我以为是毕业后在走，如果是毕业后再走的话，我想我会平静的接受，因为那时候没有理由留下。因为毕业。而且早都准备好离别了。而现在提前了一年。
当数学老师和我们说这一件事情的时候，我当时就情不自禁的流下了眼泪。我不是一个忧伤的人。但是我喜欢哭泣。数学老师说，物理老师是因为身体不好，还有初三的压力。
压力太大?我不相信，因为当初她还对我们说初三也没有什么可怕的，只不过是时间紧了些.我只好把数学老师说的当做一个玩笑，一个不大不小的玩笑，可是我知道数学老师什么时候不到最后她是不会通知我们的。
而，当物理课再次到来时，站在讲台上的再也不是曾经的那个李老师的时候，心里真是说不出的感觉.所有的幻想都破灭了.只有接受事实了。我不得不承认。新来的物理老师很好，但我想，我不会特别喜欢她的，我更喜欢的是以前的物理老师，没有什么理由。
记得，有一次，他当了几天的裁判，回来后都变成了大熊猫，我们班同学都在笑，他风趣的说：我都变成卡西莫多了随后我们班同学又大笑，只见他又冒出一句：虽然容貌丑陋，但是心地善良啊!!嘿嘿!
记得，我去办公室送作业的时候，走路总是很轻，经常把物理考试吓一跳，每次物理老师都不得不感叹.还有一次，由于作业很多.我和另外一个同学去办公室送作业，走的还是很轻，物理老师对着历史老师发感叹：她们走路都轻飘飘的，嗯，还有门口的她也是嘿嘿，然后我和同学笑的走了，没有想到，那竟然是最后一次，那样的感叹了。
记得，物理老师对鲁迅等人的书籍，思想是很都研究，经常从物理题目上联想开去，侃起来了。我们都听得如痴如醉，而且都敬佩不已，从其中我们收获了除物理之外的知识.我们都经常感叹。物理老师不去当哲学家简直就是浪费人才.
记得.他说的“移植再生”“阿原定律”“老大，老2，老3……的公式。”“大自然最公平的礼尚往来”“平分秋色”……他总是把所学的知识赋予生动的名称。
记得，有一次，我们班同学都十分沉默，物理老师说：“不在沉默中爆发，就在沉默总死亡，鲁迅不是说吗?你们呢?”结果我们一部分同学很大声的回答：死亡老师扶了扶眼镜说：“哎!!真搞不懂你们?!”
记得……
物理老师，你既是我们的老师又是我们的朋友，一年的时间，让我们相互了解，相互学习……
真的不想你离开，舍不得……讲台上再也听不见你的话语。以后的日子，真是不敢想象……
而又有什么办法呢?
一切都成为回忆了。
有一种鲜花，我最惊羡，惊羡于它的粲然开放;有一种清茶，我最渴望，渴望在他的醉人浓香;有一种老师，我最喜爱，喜爱有他的课堂。
不知不觉中，我已经上初二了，我心中的好老师数不胜数，在我看来，老师都是好老师，只不过，有的老师严厉一些罢了，但他们都是希望每一个孩子成为栋梁之才的，难道不是吗?
一头乌黑的短发，一双又大又明亮的眼睛，笑的时候特别帅气，有时候又像一位慈祥的老爷爷一样呵护我们，关爱我们。这就是我心中的好老师——李老师。李老师是一位物理老师，他工作认证负责，上课生动幽默，特别是他的声音很好听，这可是他自己也认同的哦!
李老师给我印象最深的一节课，是初二刚开学的那一节课，他拿了一大堆东西进教室，让我们很是好奇，他先是自我介绍了一番：“啊!这学期呢!我负责教你们物理，我跟你们贾老师呢!以前合作过的，我姓李，以后你们叫我李老师，不要叫我物理老师啊!”全班七嘴八舌讨论开了，因为最后一句话许多老师都说过N遍了。接下来李老师拿起一块铁皮说：“你们看看这是什么?”“铁块”“对，这是一块铁皮，以后在物理课上呢，我们就会用到它，这可是我特意从我的自行车上拆下来的哦，拆的我累死了!”全班哄堂大笑。从那以后，我都特别希望能上物理课，我对物理产生了浓厚的兴趣。又一次。李老师为了做一次实验，还牺牲了他的手机呢!还开玩笑的对我们说：“让你们贾老是重新赔给我一只。”
这就是我心目中的好老师，也是我最喜爱，最敬爱的老师，她在黑板这片浩瀚的大海上，不停地滑动着船桨，用他的所有知识把我们喂饱。
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，是当今最精密的一门自然科学学科。下文是我为大家整理的关于物理学方面的论文的 范文 ，欢迎大家阅读参考!
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。
参考文献：
[1]冯云光.物理专业电动力学教学变革的探究[J].才智，2014，(19).
[2]郑伟，吕嫣.电动力学网络教学平台建立的研讨[J].沈阳师范大学学报(自然迷信版)，2013，31(4)：531-534.
[3]刘佳.《电磁学》与《电动力学》课程体系创新研讨[J].科技信息，2013，(11)：44.
[4]熊万杰，陆建隆.对“电动力学”课程变革的探究[J].初等文科教育，2003，(6)：72-75.
[5]付长宝，徐国慧，王希英.基于电动力学教学变革的学习办法讨论[J].通化师范学院学报，2009，30
试谈电力信息物理融合系统
【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。
