中国电科院研发世界最先进电力系统仿真技术

　　董广顺 凌祥

　　我国电网跨区交直流输送功率越来越高，交直流连锁反应范围越来越广。“十三五”期间，国家电网将分批建设“五交八直”、“十交两直”特高压工程和特高压网架加强完善工程，特高压交直流电网运行也越来越需要更加强大的新一代仿真技术支撑。

　　日前，第五届电力系统实时仿真技术会议在武汉召开，中国电科院国家电网仿真中心总工程师李亚楼指出，该院电力系统实时仿真（英文缩写ADPSS）研发团队承担了全球首个新一代特高压交流电网仿真平台建设任务，正在研发世界最先进电力系统仿真技术。

　　新形势下亟需研发新一代仿真平台

　　“电力系统实时仿真系统是由我院研发的基于高性能计算机机群的全数字仿真系统。”中国电科院系统所业务部主任何联初介绍，“这一系统采用网络并行技术对计算任务进行分解，并对进程进行实时和同步控制，实现实时和超实时仿真以及外接物理装置试验。”从无到有，从追赶国外到引领技术方向，中国电科院开发该系统历时10年，获得国家科学技术进步一等奖。

　　该技术得到广泛应用，在省级电力公司的应用覆盖率超过85%，并中标葡萄牙电网研发中心仿真实验室项目。

　　然而随着国家特高压交直流互联电网建设，大容量远距离输电工程陆续投运，大电网运行特性日趋复杂。资料显示，2015年，我国跨区输电能力合计达6066万千瓦，单回直流最大输送功率已达800万千瓦。

　　“特高压电网系统工程上运行控制特性发生了变化，呈现出连锁反应冲击大、范围广、设防困难等新特性，原来的机电暂态和电磁暂态仿真技术不适应现在电网发展的要求，必须提升大电网仿真分析能力。”李亚楼说，“世界上只有中国有如此大规模特高压系统，没有现成的技术解决这一问题，必须创新研发新一代仿真平台，对电网特性进行全面、深入、高效的分析，提高大电网认知水平和运行管控能力。”

　　自主创新研发数模、数字混合仿真技术

　　去年8月，国网公司党组通过新一代仿真平台建设方案，正式启动建设工作，成立了领导小组，中国电科院承担具体建设任务。

　　新一代仿真平台算法技术更先进，将原来单一机电暂态和电磁暂态算法改为数模、数字混合算法，扩大仿真规模，采用超级计算技术提升仿真　  效率。

　　李亚楼介绍，新一代仿真平台包含数模混合仿真和数字混合仿真两个实验室。数模混合仿真实验室，进行精确仿真和研究，并成为数字仿真的校准系统。数字混合仿真实验室将采用机电―电磁数字混合仿真技术，制定电网控制策略，采用超级计算、高速网络等通信技术，理论计算峰值超过800万亿次。

　　两个实验室建成后，将在现有“三华+两北”联网系统的建模基础上，以直流多落点地区为中心，在2018年前，分阶段实现国家电网主网架及所有在运直流的精确仿真。

　　为保障新一代仿真平台建设任务按期完成，中国电科院组建了国家电网仿真中心，设立数模混合仿真、数字混合仿真、软件和数据管理4各业务部门。该中心责任到人，制定计划，确定了43项建设任务、26项科研攻关任务。

　　加强合作探索仿真平台服务新模式

　　“新一代仿真平台研发任务多、工作量大，目前仿真中心人力资源远不能满足开发需求。第五届电力系统实时仿真技术会正是在加快建设仿真平台时期召开的一次重要会议，100多位来自全国各地的专家和企业代表参会。”何联初说，“举办会议的目的就是构建一个实时仿真技术交流和互动的平台，谋划今年和来年的科研和项目工作，推动ADPSS仿真技术不断发展。”他指出，由新一代仿真平台建设需求引导，2016年中国电科院将更加关注大规模交直流混合电网仿真、大规模电磁暂态并行仿真、常规直流和柔性直流输电技术建模及仿真、数模混合仿真试验等技术方向，并推动相关技术的实际应用工作。

　　第五届电力系统实时仿真技术会上，数十位专家做了关于ADPSS实时仿真技术及其应用的报告，引起与会者热烈讨论。河北电科院、宁夏电科院、云南电科院等众多与会单位均表示，将进一步加强和中国电科院的合作，在仿真新技术研究和应用方面进行新的探索。

　　国家电网仿真中心数字混合仿真室主任张星介绍，仿真平台建成后，将纳入国网公司电网调度运行计算分析的工作流程，国分调、省调与电科院仿真中心组成紧密的工作团队，共同利用新一代仿真平台完成电网方式计算分析、事故分析等方面工作，提高对电力系统的认知水平和运行管控能力，为构建我国特高压交直流电网乃至全球能源互联网+提供更有力的支撑。

　　李梁