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当前位置：电气工程与自动化 > 2025年 4卷 (3)期

Open Access Article

Journal of Electrical Engineering and Automation. 2025; 4: (3) ; 71-76 ; DOI: 10.12208/j.jeea.20250082.

Application and Challenges of Cyber-Physical Systems in Emerging Power Grids
信息-物理耦合网络在新型电力系统中的应用与挑战

作者： 王卫民¹ *, 黄煜¹, 胡松林¹, 王毅²

1 南京邮电大学江苏南京

2 国网电力科学研究院有限公司（南瑞集团有限公司）江苏南京

*通讯作者：王卫民,单位：南京邮电大学江苏南京；

发布时间: 2025-03-19 总浏览量: 65

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摘要

随着电力系统中信息技术与物理设备的深度融合，信息-物理耦合系统（Cyber-Physical Power System, CPPS）成为支撑新型电力系统运行的重要架构。本文系统梳理了CPPS在分层建模、协同仿真、智能控制、网络安全与韧性提升等方面的关键研究进展，重点分析了建模一致性不足、故障传播机制复杂、控制依赖增强等面临的问题，探讨了人工智能在状态估计、异常检测与自适应调度中的应用价值，并提出面向多源异构耦合的安全机制与优化策略。相关研究有助于构建具备高可观测性、可恢复性与智能协同能力的下一代电力系统运行框架。

关键词： 信息-物理耦合系统；分层建模；协同仿真；智能控制；网络安全

Abstract

With the deep integration of information technology and physical devices in power systems, Cyber-Physical Power Systems (CPPS) have become a crucial framework supporting the operation of modern power grids. This paper systematically reviews key research progress in CPPS regarding hierarchical modeling, collaborative simulation, intelligent control, network security, and resilience enhancement. It highlights challenges such as inconsistent modeling, complex fault propagation mechanisms, and increased dependency on control systems. The paper also explores the application of artificial intelligence in state estimation, anomaly detection, and adaptive scheduling. Additionally, it proposes security mechanisms and optimization strategies tailored for multi-source heterogeneous coupling. The findings contribute to the development of a next-generation power system operation framework with high observability, recoverability, and intelligent coordination capabilities.

Key words： Cyber-Physical power system; Hierarchical modeling; Collaborative simulation; Intelligent control; Network security

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引用本文

王卫民, 黄煜, 胡松林, 王毅, 信息-物理耦合网络在新型电力系统中的应用与挑战[J]. 电气工程与自动化, 2025; 4: (3) : 71-76.

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