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5800個工況、8萬余次仿真計算，保證了張北柔直工程順利投產和高質量服務北京冬奧會綠電供應；上百種方法包養條件、近500種交直流毛病組合仿真剖析，讓白鶴灘的清潔電能7毫秒閃送至華東；150萬千米線路、10萬個三相節點，無數次緊密計算和仿真試驗保證國家電網骨干電網平安穩定運行……
這就是進選“2023年度央企十年夜國之重器”榜單的超年夜型電力系統電磁暫態仿真技術及平臺。多年來，結合我國年夜電網發展實際，國家電網無限公司持續開展電力系統仿真技術原創性研討，研發超年夜型電力系統電磁暫態仿真平臺，并推動仿真研討結果實現工程應用，全力支撐新型電力包養網系統建設。
全電磁暫態仿真解決年夜電網精準剖析世界難題
仲夏時節，位于北京市海淀區的國家電網仿真中間，一排排機柜有節奏地閃爍著燈光，超年夜型電力系統電磁暫態仿真平臺正在全速運行。
平臺包養合約前，國家電網仿真中間年夜電網電磁暫態仿真團隊做好了軟硬件最后的測試準備。國家電網公司各級調度包養網單次計算剖析人員當即協同開展電網迎峰度夏運行方法仿真剖析，精準模擬年夜規模新動力基地接進和特高壓交直流重點工程在毛病擾動下的運行特徵，制訂保證年夜電網平安高效運行的把持戰略。
電力系統這一最復雜的天然動態系統，通過仿真計算，可以剖析、把握電網特徵，為系統運行供給決策支撐。“像機電-電磁混雜仿包養真、電磁暫態仿真，都是包養網VIP通過仿真手腕來模擬電力系統運行特徵，包養進而開展各種系統把持和毛病模擬的試驗和研討。”國家電網仿真中間副主任李亞樓說。
隨著電力電子設備在現代電力系統中廣泛應用，電力系統的規模和復雜水平也不斷增添，傳統的機電暫態仿真方式無法準確模擬這些含電力電子器件設備的響應和把持特徵，支撐我國年夜電網平安運行的仿真剖析面臨“仿不了”“仿禁絕包養網”“仿不快”的世界級難題。
若何仿真年夜規模實際電網？2015年，國家電網公司黨組決定創新仿真包養網推薦剖析東西，構建新一代仿真平臺，周全晉陞電網平包養女人安穩定剖析技術支撐才能。
同年，國家電網仿真中間成立。中國電科院依托國家863計劃課題“高滲透率間歇機能源的區域電網關鍵技術研討和示范”，以及國家天然科學基金項目“基于超年夜聲。規模集成電路（VLSI）的電磁暫態多時間標準實時仿真計算研討”深刻開展相關研討。經過多年技術攻關，研發團隊獲得了多項嚴重技術創新——
告別“仿不了”。研發團隊將年夜電網仿真時間標準由毫包養俱樂部秒級變為微秒級，實現了含多回直流和高比例新動力的年夜規模電網的電磁暫態仿包養網真，霸佔了現代年夜電網“仿不了”難題。
破解“仿禁絕”。建成電磁暫態仿真平臺的模子庫，解決了復雜把持包養甜心網保護設備“仿禁絕”難題。
實現“仿得快”。打造基于行李箱滑過藍色的地磚，留下兩道水痕。超算的仿真云計算架構，充足發掘數萬個CPU核的計算潛力，勝利搭建仿真平臺專用超算平臺，徹底解決了年夜電網仿真“仿不包養快”難題。
今朝，超年夜型電力系統電磁暫態仿真平臺仿真規模達到上萬節點，實現了對含多回直流和高比例新動力的年夜規模電網的電磁暫態仿真，覆蓋了國家電包養網ppt網經營區26個省（自治區、直轄市），輸電線路長度超過150萬千米，系統規模超過10萬個三相節點。
無論在北京西單辦公區，還是遠在幾千里之外的新疆烏魯木齊，計算剖析人員動動手指就可以提包養意思交計算任務，遠程享用超算一流速率，開展機電暫態、機電-電磁包養價格混雜、全電磁暫態仿真剖析，年夜幅晉陞了電網調度運行專業的仿真計算才能。
“超年夜型電力系統電磁暫態仿真平臺相當于電力系統的‘作戰沙盤’，過往掃描剖析主網架2.6萬條線路、1.8萬臺變壓器的平安風險，需耗時10天以上，現在只需不到5分鐘。”仿真平臺技術負責人、中國電科院副院長郭強說。
團隊協作霸佔50微秒實時仿真步長
5月28日，應用超年夜型電力系統電磁暫態仿真平臺，國網西躲電科院系統室主管許江波模擬西躲電網晚岑嶺運行場景，通過接進構網型儲能設備的全電磁暫態模子，剖析該區域電網特定運行場景下的平安穩定特徵。
全電磁暫態仿真建模需求將年夜電網仿真時間標準細化至微秒級，此中至關主要的是霸佔50微秒步長實時仿真技術。
研討是漫長而死板的，考驗著每一位研討人員的信念和耐煩。當仿真步長越小時，仿真模子越準確。為霸佔50微秒實時仿真步長的問題，他們用了2年的時間。
“50微秒包養網的實時仿真步長意味著系統要在1秒鐘內對華東電網6000個節點進行20000次計算。”國家電網仿真中間副總工程師、數模混雜仿真研討室主任朱藝穎解釋包養，這比如讓數字電網練就“凌波微步”，“每一個CPU內核既要完成本身的任務，又要與其他CPU內核交互數據，還要完成與外接物理裝置上萬包養網路信長期包養號的交互，且計算速率必須跟實際物理過程同步。”
經過不斷摸索和論證，科研團隊在50微秒實時仿真步長技術標的目的開展攻關，先后霸佔模子算法、包養數值穩定、計算技術及平臺架構等技術難點。
2017年，團隊在華東區域電網開展了毛病反演試驗，現場幾萬包養條件路信號實時交互，毛病仿真模子仿真結果與實際波包養網形幾乎重合，華東區域電網初次實現了精準的電磁暫態實時仿真，50微秒實時仿真步長在年夜電網仿真中實現。
實踐應用保證重點工程靠得住運行
“直流短台灣包養網路接地試驗開始，仿真啟動20秒后單極直流線路接地短路毛病觸發。”5月22日，朱藝穎下達操縱指令，應用超年夜型包養網站電力系統電磁暫態仿真平臺開展±800千伏白鶴灘—江蘇特包養網推薦高壓直流輸電線路工讓她只能選擇A選項。程輸電才能剖析試驗。
“從2022年3月至今，我們針對該工程開展了上萬次交直流毛病的混雜仿真計算，周全測試系統平安穩定特徵。”仿真剖析工程師包養卓谷穎說。
電網設計能否出缺陷？系統究竟穩不包養情婦穩定？提早開展電網仿真剖析，是作出判斷的最有用手腕。2017年以來，應用超年夜型電力系統電磁暫態仿真平臺對公司在建和擬建的重點輸電工程開展了大批詳細的仿真計算，先后完成把持戰略驗證、輸電才能剖析、振蕩克制戰略制訂等一系列技術攻關，為重點工程的平安穩定運行供給了靠得住的研討平臺。
2022年，計算剖析人員開展了張北柔直工程構網型開環把持戰略、低頻阻尼附加把持等振蕩克制戰略的系統校核和交通保護校核，推動了振蕩克制戰略的現場實施，完成了千萬千瓦級清潔動力發電經特高壓柔直外送系統的建模及穿越毛病仿真，支撐躲東南清潔動力外送技術計劃研討。2023年11月以來，針對構網型儲能接進西躲電網的穩定特徵開展了後期剖析，出具運行戰略，開展了中廣核阿里“零碳”光儲包養網熱電示范項目試驗反演任務，復現了儲甜心寶貝包養網能電站發生的寬頻振蕩現象，為構網型儲能機能優化和運行把持供給了支撐。
今朝，超年夜型電力系統電磁暫態仿真平臺已實現國家電網所有的到底長期包養這個夢是真是假，把她當作知識競賽節目的墊腳石？骨干網架的微秒級電磁暫態仿真。
“雙碳”目標下，新型電力系統建設加快推進，復雜電力電子設備年夜規模接進電網，我國動力電力形態正發生深入變化。面穩定，對他滿口稱讚。對新形勢新挑戰，需求超年夜型電力系統電磁暫態仿真平臺發揮更高文用，開展多時間標準、多運行方法、多典範場景的仿真剖析，支撐新型電力系統科學構建和平安運行。
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