我國電網(wǎng)跨區(qū)交直流輸送功率越來越高，交直流連鎖反應(yīng)范圍越來越廣。“十三五”期間，國家電網(wǎng)將分批建設(shè)“五交八直”、“十交兩直”特高壓工程和特高壓網(wǎng)架加強完善工程，特高壓交直流電網(wǎng)運行也越來越需要更加強大的新一代仿真技術(shù)支撐。

日前，第五屆電力系統(tǒng)實時仿真技術(shù)會議在武漢召開，中國電科院國家電網(wǎng)仿真中心總工程師李亞樓指出，該院電力系統(tǒng)實時仿真（英文縮寫ADPSS）研發(fā)團隊承擔(dān)了全球首個新一代特高壓交流電網(wǎng)仿真平臺建設(shè)任務(wù)，正在研發(fā)世界最先進電力系統(tǒng)仿真技術(shù)。

新形勢下亟需研發(fā)新一代仿真平臺

“電力系統(tǒng)實時仿真系統(tǒng)是由我院研發(fā)的基于高性能計算機機群的全數(shù)字仿真系統(tǒng)。”中國電科院系統(tǒng)所業(yè)務(wù)部主任何聯(lián)初介紹，“這一系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)并行技術(shù)對計算任務(wù)進行分解，并對進程進行實時和同步控制，實現(xiàn)實時和超實時仿真以及外接物理裝置試驗。”從無到有，從追趕國外到引領(lǐng)技術(shù)方向，中國電科院開發(fā)該系統(tǒng)歷時10年，獲得國家科學(xué)技術(shù)進步一等獎。

該技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，在省級電力公司的應(yīng)用覆蓋率超過85%，并中標(biāo)葡萄牙電網(wǎng)研發(fā)中心仿真實驗室項目。

然而隨著國家特高壓交直流互聯(lián)電網(wǎng)建設(shè)，大容量遠距離輸電工程陸續(xù)投運，大電網(wǎng)運行特性日趨復(fù)雜。資料顯示，2015年，我國跨區(qū)輸電能力合計達6066萬千瓦，單回直流最大輸送功率已達800萬千瓦。

“特高壓電網(wǎng)系統(tǒng)工程上運行控制特性發(fā)生了變化，呈現(xiàn)出連鎖反應(yīng)沖擊大、范圍廣、設(shè)防困難等新特性，原來的機電暫態(tài)和電磁暫態(tài)仿真技術(shù)不適應(yīng)現(xiàn)在電網(wǎng)發(fā)展的要求，必須提升大電網(wǎng)仿真分析能力。”李亞樓說，“世界上只有中國有如此大規(guī)模特高壓系統(tǒng)，沒有現(xiàn)成的技術(shù)解決這一問題，必須創(chuàng)新研發(fā)新一代仿真平臺，對電網(wǎng)特性進行全面、深入、高效的分析，提高大電網(wǎng)認知水平和運行管控能力。”

自主創(chuàng)新研發(fā)數(shù)模、數(shù)字混合仿真技術(shù)

去年8月，國網(wǎng)公司黨組通過新一代仿真平臺建設(shè)方案，正式啟動建設(shè)工作，成立了領(lǐng)導(dǎo)小組，中國電科院承擔(dān)具體建設(shè)任務(wù)。

新一代仿真平臺算法技術(shù)更先進，將原來單一機電暫態(tài)和電磁暫態(tài)算法改為數(shù)模、數(shù)字混合算法，擴大仿真規(guī)模，采用超級計算技術(shù)提升仿真　  效率。

李亞樓介紹，新一代仿真平臺包含數(shù)?；旌戏抡婧蛿?shù)字混合仿真兩個實驗室。數(shù)?；旌戏抡鎸嶒炇遥M行精確仿真和研究，并成為數(shù)字仿真的校準(zhǔn)系統(tǒng)。數(shù)字混合仿真實驗室將采用機電—電磁數(shù)字混合仿真技術(shù)，制定電網(wǎng)控制策略，采用超級計算、高速網(wǎng)絡(luò)等通信技術(shù)，理論計算峰值超過800萬億次。

兩個實驗室建成后，將在現(xiàn)有“三華+兩北”聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建?；A(chǔ)上，以直流多落點地區(qū)為中心，在2018年前，分階段實現(xiàn)國家電網(wǎng)主網(wǎng)架及所有在運直流的精確仿真。

為保障新一代仿真平臺建設(shè)任務(wù)按期完成，中國電科院組建了國家電網(wǎng)仿真中心，設(shè)立數(shù)?；旌戏抡妗?shù)字混合仿真、軟件和數(shù)據(jù)管理4各業(yè)務(wù)部門。該中心責(zé)任到人，制定計劃，確定了43項建設(shè)任務(wù)、26項科研攻關(guān)任務(wù)。

加強合作探索仿真平臺服務(wù)新模式

“新一代仿真平臺研發(fā)任務(wù)多、工作量大，目前仿真中心人力資源遠不能滿足開發(fā)需求。第五屆電力系統(tǒng)實時仿真技術(shù)會正是在加快建設(shè)仿真平臺時期召開的一次重要會議，100多位來自全國各地的專家和企業(yè)代表參會。”何聯(lián)初說，“舉辦會議的目的就是構(gòu)建一個實時仿真技術(shù)交流和互動的平臺，謀劃今年和來年的科研和項目工作，推動ADPSS仿真技術(shù)不斷發(fā)展。”他指出，由新一代仿真平臺建設(shè)需求引導(dǎo)，2016年中國電科院將更加關(guān)注大規(guī)模交直流混合電網(wǎng)仿真、大規(guī)模電磁暫態(tài)并行仿真、常規(guī)直流和柔性直流輸電技術(shù)建模及仿真、數(shù)?；旌戏抡嬖囼灥燃夹g(shù)方向，并推動相關(guān)技術(shù)的實際應(yīng)用工作。

第五屆電力系統(tǒng)實時仿真技術(shù)會上，數(shù)十位專家做了關(guān)于ADPSS實時仿真技術(shù)及其應(yīng)用的報告，引起與會者熱烈討論。河北電科院、寧夏電科院、云南電科院等眾多與會單位均表示，將進一步加強和中國電科院的合作，在仿真新技術(shù)研究和應(yīng)用方面進行新的探索。

國家電網(wǎng)仿真中心數(shù)字混合仿真室主任張星介紹，仿真平臺建成后，將納入國網(wǎng)公司電網(wǎng)調(diào)度運行計算分析的工作流程，國分調(diào)、省調(diào)與電科院仿真中心組成緊密的工作團隊，共同利用新一代仿真平臺完成電網(wǎng)方式計算分析、事故分析等方面工作，提高對電力系統(tǒng)的認知水平和運行管控能力，為構(gòu)建我國特高壓交直流電網(wǎng)乃至全球能源互聯(lián)網(wǎng)提供更有力的支撐。