智能电网已将大量的电力设备、传感装置和控制系统通过电力网和通信网两个实体网络进行互连,实现能源节点间能量流的高效交换与共享,从而使之发展成为由信息网和物理网构成的相互依存、耦合的电力信息物理融合系统(Grid Cyber-Physical Systems,GCPS)。但GCPS系统具有地域分布广、通信节点数量多和传输数据量庞大等特点,大大增加了其信息系统的复杂性,因此电力通信网络的稳定性、安全性和可靠性成为GCPS所面临的巨大挑战。针对电力信息物理融合系统(GCPS)时滞稳定性建模及分析中,物理模型及信息模型相互孤立的问题进行了研究,提出了基于GCPS时滞稳定性分析的一体化建模方法;针对GCPS系统对象严重滞后的特征,在时滞补偿方面进行了研究,设计了一个GCPS的混合实验平台。主要研究内容及创新点如下:1)本文基于电力物联网的定义、内涵及功能要求,参照邮电行业相关标准中关于物联网的通用分层模型架构,提出了 GCPS的总体架构,并分别阐述了各个主要组成部分的功能与属性,以及GCPS 一体化建模的思路。2)本文对单机无穷大系统和分布式发电系统产生时滞的原因进行分析和讨论,然后分别建立了单机无穷大系统和以美国西部联合电网九节点系统(WSCC-9)为代表的分布式发电系统的信息模型和物理模型,并通过CIM模型及动态链接库作为沟通信息模型和物理模型的桥梁,实现了单机无穷大系统和分布式发电系统的一体化建模。3)本文设计了一个基于西门子S7-300PLC的半实物半仿真的GCPS混合实验平台,其涵盖了控制策略的仿真以及对实际对象的控制。该平台利用以太网和OPC通信,实现了控制器、被控对象及监测系统之间的数据互联传输。针对GCPS系统对象严重滞后的特征,运用模糊Smith控制策略分别进行了模拟仿真和现场实际测试。针对单机无穷大系统和美国西部联合电网9节点系统的仿真结果表明,本文所提出的GCPS系统整体建模方法,构建了其信息流与能量流相统一的计算及分析架构,实现了 GCPS系统信息层和物理层时滞稳定性的联合仿真。另外,本文所设计的GCPS混合实验平台实现了虚拟仿真和实际验证有机地融合在一起,提高了 GCPS控制系统算法设计的可移植性,解决了系统设计和工程应用之间的脱节问题,并实现了 GCPS时滞补偿算法的验证。