Page 26 - 5.电力设计信息.2022.03.15
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经验交流
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我国电网仿真技术领先世界 能源转型重大标志性工程，才能有力应 模的实际电网，计算耗时非常巨大；纯
我国电网仿真技术领先世界
对‘双碳’目标和新型电力系统建设给 数字建模仿真难以准确模拟电力电子设
国家统计局近日发布的 2021 年国 电网仿真技术不可或缺 电网带来的新挑战。”国家电网仿真中 备控制特性，必须依靠数模混合仿真提
民经济与社会发展统计公报显示，2021 创新迭代不可迟步 心副主任李亚楼说。 升仿真精度。
年全国发电装机容量增长 7.9%，其中风 电力系统是最复杂的人造动态系 随着直流输电和新能源的快速发 “新一代仿真平台整体解决了制约
电装机增长 16.6%，太阳能发电装机增 统，设备数量数以百亿计，与交通运输、 展，电网电源结构发生深刻变化，传统 电网仿真规模、精度、效率的矛盾问题，
长 20.9%。我国新能源装机规模已连续 水利、油气等系统不同，电能以光速传 的仿真技术出现了“仿不了”“仿不 将大电网仿真时间尺度由毫秒级细化至
多年稳居全球首位。 输，发输用电实时动态平衡，电网动态 准”“仿不快”的问题，电网安全运行 微秒级，仿真规模可以覆盖任一区域电
高速增长的新能源装机背后，我国 特性极难准确掌握。此外，时刻支撑各 和清洁发展面临严峻挑战。 网，计算效率提升 3000 倍以上，实现
电网也成为全球接入新能源规模最大的 行业运转和千家万户用电的电网运行不 “我们从 2012 年开始新一代电网 10 回以上直流工程实际控保装置接入
电网。电力电子设备的广泛应用与电压 能中断，这一方面对电网新技术、新装 仿真平台的基础研发，2015 年国家电网 数字仿真电网的数模混合仿真，跨越式
等级最高、跨大区交直流混联等特点叠 备、新策略的可靠性提出了极高要求， 公司组建专门团队集中进行攻关，2017 提升了大电网的仿真精度，各项主要指
加，我国电网的复杂程度前所未有，电 另一方面又不可能在实际电网中进行破 年末建成了世界上仿真规模最大的全电 标均居国际领先水平。”贺静波介绍。
网发展与安全稳定运行面临严峻挑战。 坏性试验。仿真技术成为掌握复杂大电 磁暂态实时仿真系统，实现对国家电网 “我们完成了一个几乎不可能完成
“我们应对挑战的一个重要法宝是 网特性的唯一有效手段。 任一区域 220 千伏及以上电网的实时仿 的任务。”朱艺颖回忆着新项目的攻关
领先世界的电网仿真技术，利用该技术 “以张北柔直电网工程为例，工程 真，并在我国电网发展规划、调度运行、 过程，“项目研发历经重重难关，例如
准确掌握新的电网系统特性，为电网发 创造了 12 项世界第一，核心技术和关键 新设备研发等方面广泛应用。”李亚楼 大电网数模混合仿真，须在 50 微秒内
展建设、运行控制和安全防御策略提供 设备均为国际首创，实现了北京冬奥会 表示，“十年磨一剑，我们把准了行业 完成万节点级电网模型在数百个 CPU 核
有效决策支持。”国家电力调度控制中 场馆 100% 绿色电力供应。我们应用新 发展的方向，踩准了节奏，科研攻关有 上的并行求解，并与数十套实际物理装
心系统处处长贺静波介绍。 一代仿真平台进行了 5800 个工况、8 万 的放矢，技术供需有效衔接。” 置接口完成输入输出信号的同步交互，
依托国家 863 计划，国家电网开展 余次仿真计算，对工程并网特性、运行 这在世界范围内从未实现过。”
整体解决制约电网仿真规模、精度、
重大科技项目“新一代特高压交直流 方式、控制保护策略、故障应对措施等 “2015 年立项时，一些国内外专家
电网仿真平台”建设，准确研判电网发 进行了全方位的仿真分析和实验验证， 效率的矛盾问题 认为用电磁暂态仿真工具对大电网建模
展新形势，对仿真技术进行创新迭代。 保障了工程顺利投产和高质量服务冬奥 在新一代大规模电磁暂态仿真系统 根本不可能，有的专家认为项目研发至
项目即将迎来投用 5 年的重要节点。历 绿电供应。”国家电网仿真中心数模混 问世前，电网仿真的规模、速度、精度 少需要 25 年以上。事实证明，我们用 5
经 5 年的检验，新一代电网仿真技术愈 合仿真研究室主任朱艺颖介绍。 是难以兼顾的矛盾问题：机电暂态仿真 年时间就完成了项目攻关，实现了核心
发展现出不可或缺的作用，有力支持电 “正是始终瞄准实际电网发展需 无法适应直流和新能源大规模接入的电 设备、技术和软件的国产化，并将项目
网安全水平持续提升和电力绿色低碳 要，始终坚持创新迭代，我们的仿真技 网仿真需要；电磁暂态仿真常用于局部 成果融入生产环节和管理流程，形成对
发展。 术才能有效支持像张北柔直工程这样的 电网和具体工程，如果用于仿真较大规 电网发展的有效支撑。”李亚楼说。
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