理科类毕业论文范文

运用 毕业 生优秀论文汇总表分析,探索一条提高学生毕业论文写作水平和毕业论文管理工作水平的路径,为提高高校实践教学水平而努力。下面是我为大家推荐的优秀毕业论文，供大家参考。

优秀毕业论文 范文 一：与护理学专业本科毕业文指导的相关毕业论文

摘 要目的：研讨提高护理学本科学生毕业论文质量的 措施 . 方法 ：通过对本校近几年来对护理学专业毕业论文指导中关于选题,指导手段,答辨评价体系的 总结 ,探讨一系列行之有效的方法.结果：提高学生对毕业论文的重视度,合理的选题,优化指导模式能较大程度提高毕业论文的撰写质量.结论：提高护理学专业本科生的毕业论文质量的综合举措,对培养高素质创新型临床护理实践人才,提升护理服务能力和专业水平起着积极的作用.

关 键 词毕业论文本科护生选题论文答辩

中图分类号：G640文献标识码：A

ThinkingofNursingProfessionalUndergraduateThesisGuidance

WEIYoulong,ZHANGLirong

(MedicalandNursingSchool,ChengduUniversity,Chengdu,Sichuan610106)

AbstractPurpose：：Throughthesummaryofschoolinrecentyearsonthenursingprofessionthesisguidanceontopics,guidancetools,：Toimprovestudents'degreeofemphasisonthethesis,reasonabletopic,greaterdegreeofoptimizationguidancemo

：Toimprovenursingqualityundergraduatethesisintegratedinitiativesplaysanactiveroleforcultivatinghighqualityclinicalnursingpracticetalents,andimprovethelevelofcareandprofessional.

Keywordsundergraduatethesis;undergraduatenursingstudents;topic;thesis

1提高学生的重视程度是完成毕业论文的基础

本科新生进入学校后就应让学生明确毕业论文是本科生在大学学习阶段最重要的一门课程,是授予学位的必要条件,对其综合能力的培养和素质的提升起着重要的作用.用往届因毕业论文不合格而未拿到学位的例子,打消学生侥幸过关的心理,端正态度.同时指导教师在指导环节也应该以高度的责任感和事业心对待这项教学任务,并制定相应的奖惩制度.我校护理学本科学生有一年的实习期,在学生进入实习前的一学期成立本科毕业论文领导小组,组织毕业论文写作讲座,确定指导教师指导的学生名单.召开开题 报告 会,再次强调毕业论文的重要性及完成每一环节的时间安排.

2合理的选题是完成毕业论文的关键

选题是毕业论文的起点,合理的选题更是保证毕业论文质量的关键.毕业论文的选题要具有一定的理论意义和现实应用价值,要符合培养目标的要求,体现专业特色,选题应具有一定的深度、广度,选题应大小适宜,题目新颖.

从专业课程的学习中获取选题的灵感.虽然毕业论文一般在最后一年进行,但是学生在校专业课的学习中就应有所准备.专业课教师在授课时,应提出与本课内容相关的一些前沿知识及在护理学领域中对一些问题的不同观点,而这些知识、观点、问题都可能引起某些学生的高度关注,甚至成为他以后毕业论文的选题.

从大学生创新实验中进行总结归纳得到选题.我校每年进行的校级大学生创新性实验计划是我校开展以实验为主要手段的大学生自主管理的科技创新实验活动,为我校“质量工程”建设中一项以学生为主体的项目,其实施可激发学生的创新意识和 创新思维 ,锻炼学生的创新和实践能力.学生积极申请参与项目过程中,可以找到适合学生自己的毕业论文的选题.

从临床实习中发现问题上,提出论点.护理专业实习教学作为理论联系实践的过渡时期,是培养合格的护理人员必经的途径,我校护理学专业本科学生有一年完整的系统的综合医院的实习时间.学生在不同科室的实习中所接触到的新观念、新技术及发现的一些新问题等,学生可以把自已最感兴趣的方面作为毕业论文的选题.

从教师的科研项目中分出一些子项目作为毕业论文的选题,这是一个较好的方式,最好是参与科研项目的同学,但能参与教师科研项目的本科层次学生毕竟有限.

查阅文献,从中获取选题方向.阅读大量中英文综述、论文,先粗读,从中选取对论文选题及写作有参考价值的 文章 ;再进行精读,从中提取有意义的内容.有疑惑或困难时要向指导教师多请教;同学之间要多联系、探讨,获得同学的协助、支持.

3优化指导模式是完成毕业论文的重要手段

建立毕业论文辅导的群,便于加强教师与学生之间的联系.学生书写毕业论文主要是在实习期间,与指导教师当面交流的机会较少,建立毕业论文的专用群,可以及时将学校对毕业论文的通知和要求传到群共享中,并能与学生及时沟通,解决学生提出的各种问题.同学也可以将论文书写中出现的一些问题在群里进行讨论.标准化毕业论文格式,我们学校是一所综合性的院校,作为医学及护理学专业有其自身的特点,故此学院在大学论文格式的基础上作了一些修订,制定出更加适合护理学科的论文格式,让学生严格按照格式书写.

重视统计软件的学习及辅导,从最近几年护理学生在论文选题上看,有很大一部分是调查报告,这必然会涉及较多的数据分析和处理,故此应加强护理学生在校期间对统计学及统计软件应用能力的培养.

建立毕业论文数据库及优秀毕业论文展区,学生可以对历届优秀毕业论文进行学习、借鉴,推陈出新.

严格限定教师指导学生的数量才能保证论文的质量,一般学校都将教师指导学生的数量计为教学工作量,有些教师为了完成更多的工作量会导致辅导的学生过多.人的精力是有限的,辅导学生过多必然导致论文质量的下降.故此学校应根据教师的职称,平时的教学工作量及其指导的往届学生论文的质量等方面综合考虑,合理地安排其指导学生人数.

评阅老师严格把关,将学院毕业论文的指导教师进行分组,同组指导教师之间可以对其指导的论文进行交叉审阅,相互提出参考意见.并让 经验 丰富的指导教师同时担当该组的评阅教师,对开题报告及论文进行评阅把关,以保证毕业论文的整体质量.

重视英文摘 要的书写,毕业论文都要求学生书写相应的英文摘 要,有些英文底子较差的学生在英文摘 要的书写时常用些翻译软件,造成英文摘 要错误极多.指导教师要对此严格把关,不合格者不允许参与论文答辩,这样也可以促进学生平时加强对英文的学习.

重视毕业论文的答辩工作,严控质量关.毕业论文答辩分组进行,指导教师与其指导的学生应分配在不同的答辩组,完善答辩评分标准.学生毕业论文的成绩由三部分构成：一是指导教师评分,二是评阅教师评分,三是答辩成绩,三个成绩分别占不同的比例,最后计算出总评成绩.对不合格论文进行整改,整改后进行二次答辩,二次答辩不合格者缓授或不授予学位.对优秀论文获得的学生及指导教师进行相应表彰,并推荐一些优秀论文发表,增强学生的成就感.

总之,学校、教师及学生对毕业论文高度重视,严格把握本科护生对论文的选题,并应用科学的指导方法,规范答辩模式,合理评价标准,行之有效的奖罚制度,才能保证本科护生毕业论文的整体质量,提高护生素质.

*通讯作者：张莉蓉

参考文献

[1]陈振斌,张建珍.本科毕业论文(设计)选题情况调查与思考[J].海南大学学报自然科学版,2011.

[2]杨雷,齐静.医学护理专业毕业论文改革的研究与实践[J].卫生职业 教育 ,2011(22)：8-9.

[3]丁艳芳,齐涛.谈毕业论文质量下降的原因及应对措施[J].河北农业大学学报：农林教育版,2004(1)：12-14.

[4]钟卫东.加强毕业论文过程的指导,提高毕业论文的写作质量[J].高等教育,2011.

优秀毕业论文范文二：与提高环境工程专业毕业文(设计)质量的与实践相关毕业论文

本文是一篇环境工程论文范文,环境工程类有关毕业论文范文,关于提高环境工程专业毕业文(设计)质量的与实践相关大学毕业论文范文。适合环境工程及毕业论文及医学院方面的的大学硕士和本科毕业论文以及环境工程相关开题 报告范文 和职称论文写作参考文献资料下载。

基于对环境工程专业本科毕业论文(设计)存在的一些实际问题为前提,通过分析出现这些问题的原因及本专业的实际情况,我们认为应从毕业论文选题、指导教师队伍建设、解决毕业论文与求职 考研 的冲突、严格加强指导过程管理等方面入手,解决目前毕业论文工作中出现的问题,提高毕业论文质量.

环境工程毕业论文教学改革毕业论文是整个本科教育中最后一个环节,约占本科教学内容的1/8,作为架构学生从理论学习到实际工作岗位的桥梁,是对教学质量和办学水平的一次综合性全面考核.通过毕业论文的训练能够有效提高学生综合运用大学四年所学的所有理论知识与实验技能解决实际问题的能力,为以后实际工作打下坚实的基础.

泰山医学院是一所地方性本科院校,其环境工程专业主要培养应用型工程技术人才,培养的学生主要在环境管理与咨询、环保公司、化工企业、疾控中心等单位从事污染控制工程设计、环境监测与评价及技术研发等工作.通过对近三年来环境工程本科毕业论文的统计分析,发现在毕业设计题目、内容、写作质量、工作量和难易程度等方面存在一定问题,需要进一步改进和完善.正是基于这种情况的考量,环境工程专业对于毕业论文的培养模式提出了一些新的想法和思路,并的实践应用取得了一定的效果.

一、重视毕业论文选题

选题是毕业论文工作的龙头,选题质量是毕业论文质量的起点和关键.题目的质量将直接影响到毕业论文的质量.通过对近三年来毕业设计题目的统计分析,发现有约20%左右的论文题目存在雷同,论文内容缺乏创新性.造成这一现象的原因,与近几年环境工程专业人数较多,承担毕业论文指导任务的主要为环境工程教研室的教师,每个教师要指导4～8个毕业生,由于指导教师的精力有限,部分教师缺乏科研工作经历,造成多个学生做同一个题目,不同学生之间仅在实验地点、实验材料或监测项目等方面做稍微变化,缺乏创新性和对某个题目的深入研究,造成最后在确定毕业设计题目时存在雷同.另外,由于师资的限制,选题更新较慢,难以体现创新性内涵.

在发现这些问题的基础上,我们进行了一些有益的探索.在选题上尝试师生共同完成毕业论文题目的申报,因材施教.我们在专业基础课和专业课的教学过程中,鼓励教师与课程平行的进行实验室开放,引导学生进行一些专业相关课程的综合性、设计性实验的训练,并在这个过程中指导学生查阅一些专业文献,撰写综述,扩展学生的视野和知识面,充分调动学生的积极性和主动性.经过开放实验的训练,使学生对本专业的一些问题有了深入的理解和体会,并能够提出自己的一些想法和见解,激发了学生的学习兴趣.同时通过一个学期的开放实验指也会密切老师和学生的关系,老师能够了解到不同学生的个性差异和能力水平及各自的优势,因材施教,有的放矢地进行教学.在此基础上,在选题方式上,改变指导教师单方面指定题目的做法,鼓励学生根据参加开放实验积累的知识和经验在查阅文献资料的基础上,一部分学生会自主提出感兴趣的题目,以导师把关的方式,师生互动来选题,尽可能培养学生创造性思维活动的能力.

二、加强指导教师队伍建设

由于教研室师资有限,年轻教师多,职称结构不尽合理,经常出现一名讲师要指导多名本科毕业生的情况,在这种情况下,还要求学生一人一题,题目不能重复,从师资配备的角度考虑具有一定的难度.毕业论文的内容和大同小异的现象仍较为普遍,创新性内涵的体现几乎流于形式.

为提高环境工程专业毕业设计的质量,我们在校内和校外两个层面上筛选高水平的优质师资作为指导教师.一方面,鼓励考取研究生的学生到考取学校在导师的指导下从事毕业论文工作,既可以提高毕业论文质量,又可以为今后的研究生学习打下基础.另一方面,学院为找工作的学生联系实习单位,利用实习单位的高水平师资和实验条件来完成毕业论文.在校内,我们整合化工学院的其他一些优秀师资力量,聘请基础教研室具有博士学位和高级职称的教师作为毕业论文指导教师,使环境工程专业的毕业论文在选题范围、指导教师职称、学历及论文质量上都有了较大的提高.

三、解决毕业论文与求职考研的冲突

经过多年指导毕业论文的实践,我们发现,现在学生就业和考研压力非常大是导致毕业论文(设计)质量下降的最主要原因.由于目前学生的就业的压力较大,班级里大部分学生都选择了考研,在第七学期都全力以赴准备考研,在第八学期的3～4月份又是考研复试的主要时间,很多上线的学生又把主要的精力放在准备 面试 上,等到面试结束,真正开始进行毕业论文的实验已经为时过晚.由于考研对时间的占用导致学生将原本重要的毕业论文工作放在从属地位.因此不但毕业论文的质量会下降,没有经过毕业论文这个阶段的训练,学生的求职、考研面试也收到很大的影响.

因此,我们尝试将毕业论文工作提前,一般到第七学期初甚至第六学期开始让学生选题,并开始毕业论文的部分工作,如：文献检索,撰写综述等.在这方面也主要得益于开放实验项目的开展,如一部分在第五学期参加过环境微生物开放实验的同学在结束了一学期的综合实验后,对微生物治理环境污染物产生浓厚的兴趣,因此在第六学期继续进实验室作实验,经过一年多的试验收获很大,所以到第七学期个别优秀的学生在老师的指导下,能总结实验结果撰写科研论文并发表.

四、提高毕业论文写作质量,重视毕业论文答辩

答辩是整个毕业论文过程的一个重要环节,也是确定毕业论文总成绩的重要考评依据.针对以往毕业论文答辩过程中的诸多问题,如幻灯片字数多、字体小、颜色搭配不合理,答辩内容不熟悉,图标绘制不规范等,要求指导教师对本小组的学生进行预答辩,减少答辩时的常规错误.对于答辩过程中评委提出的相关问题,指导教师督促学生认证整改,提高论文质量.

参考文献：

\[1\]郑宇,张云.对本科生毕业论文写作能力培养的思考\[J\].中国林业教育,2008,(6)：11-13.

\[2\]陈云嫩,梁礼明.高校环境工程专业毕业设计(论文)与就业双赢之探讨\[J\].信息系统工程,2010,2(3)：135-137.

\[3\]张烈平.普通高校信息类专业毕业实习(设计)改革初探\[J\].高等理科教育,2006,(4)：90-92.

\[4\]张庆乐,董建,王虹,郑超.环境工程毕业设计存在的问题及对策研究\[J\].中国电力教育,2012,21(5)：66-68.

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。

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。

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。

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