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为能源互联网建设提供仿真技术支撑

发布日期: 2020-12-08 信息来源: 党建部

 

  中国电力科学研究院有限企业立足电网规划,结合电网接入新能源比例高、广泛应用电力电子装置的实际,研发国家电网规划仿真计算分析平台,破解规划与运行衔接困难、计算标准不统一、仿真效率低等难题。国家电网规划仿真计算分析平台于今年1月份正式运行。平台具有生产模拟、规划数据建模、仿真计算分析、项目库管理等功能,可以在线开展电网(主网)规划全链条核心业务工作。

推动电网规划“三统一”

  国家电网有限企业在2019年提出,电网规划必须满足统一数据、统一平台、统一标准的“三统一”要求。根据这一要求,中国电科院依托国家电网仿真计算数据中心与超算中心等研发经验和支撑条件,研发了国家电网规划仿真计算分析平台。

  中国电科院国家电网仿真中心数据研究室副主任王虹富参与了国家电网规划仿真计算分析平台的研发和运维。他说:“仿真计算数据中心支撑电网调度,集中了现状电网结构、设备模型参数,数据最全。超算中心是一个很大的机群,有810台服务器、近2.4万个计算核心,30分钟左右便能一次性并行处理超过2万个大电网仿真作业,是目前世界上计算能力最强的仿真分析计算机群。”

  中国电科院牵头开展电网运行数据实测建模工作,将最准确的模型参数全都汇集到国家电网仿真计算数据中心。国家电网规划仿真计算分析平台从这里同步最新的设备模型参数,与全网调度数据保持100%一致,对规划设备则套用典型参数,实现规划与调度数据的双向滚动和协调统一。

  同时,中国电科院利用电网方案时序管理这项核心技术,以每项工程、每个设备的生命周期为基础,在平台上实现了从历史态到现状态再到未来态的电网发展演变全过程动态展现和精细化模拟。平台还具备“电力系统安全稳定导则”规定的计算分析功能,能够确保规划仿真计算工作完全按照导则的要求进行,保证了仿真计算的科学性和统一性。

支撑“十四五”电网规划工作

  国家电网规划仿真计算分析平台通过数据中心可以获取丰富而准确的现状电网数据资源,对开展规划工作来说,彻底解决了调度与规划数据来源不一、衔接不畅的问题,为开展“十四五”电网规划工作打下了坚实基础。

  除了解决调度与规划衔接不畅的问题,国家电网规划仿真计算分析平台还打破了往年只能采用单机版App离线开展数据编制和计算分析的规划工作模式,建立网络化、平台化的高效运作模式。

  “以往,在编制数据、计算分析等规划工作环节中,企业各单位规划人员需要集中办公。而今年通过访问企业内网平台,他们可以在各自单位开展工作。规划仿真计算分析平台为‘十四五’电网规划工作顺利开展提供了有力支撑。”王虹富说。

  国家电网规划仿真计算分析平台的仿真计算速度能到达每秒900万亿次,可同时处理仿真计算作业2万个,理论峰值计算能力达到每秒918.7万亿次。今年,平台已累计开展超过1000万次的仿真计算,总计形成包含近2万座厂站、6万条线路、8万个节点、横跨5个水平年的全网一体化仿真模型。

  当前,“十四五”电网规划工作接近尾声,未来五年的电网规划项目正在平台上形成。接下来,国家电网规划仿真计算分析平台研发团队将进一步完善生产模拟模块的数据管理与结果分析相关功能,进一步优化规划平台与仿真计算数据中心的数据同步机制,并持续升级仿真模型和算法,以更好地支撑电网规划工作。

保障电网安全稳定研究高效开展

  国家电网规划仿真计算分析平台具备潮流及静态安全分析短路电流计算分析、静态稳定计算分析、暂态功角稳定计算分析等仿真功能,并可调用超算平台,支撑批量暂态稳定作业、稳定性自动判别和结果分析,实现电网安全稳定研究的高效率仿真计算。

  今年8月份,中国电科院电力系统研究所电力系统规划技术研究室工程师施浩波参与了西南地区攀西电网安全稳定专题研究。

  攀西电网是典型的大水电、大直流集群送端电网,关系到大型水电基地电力的可靠送出,对西南主网、西藏电网以及华东电网与华中电网的安全运行具有重要影响。企业开展“十四五”电网规划西南主网架方案论证及安全性研究,旨在使用先进仿真分析手段准确把握攀西电网安全问题的本质,提出防控措施,确保攀西电网安全稳定运行。

  “大家在国家电网规划仿真计算分析平台上形成了西南电网仿真计算所需的多套典型方式数据,编制暂态稳定计算所需的全部故障卡,并进行了详细的仿真计算分析。大家将计算结果直接与电力系统安全稳定导则要求对比,评判规划电网的安全稳定水平是否满足相关规定。”施浩波先容。

  以前,研究人员开展规划仿真计算采用的是单机版计算工具,在维护仿真数据、编制故障卡、实行故障计算等环节中耗时耗力。有时候,一批计算任务几天都干不完。而在攀西电网安全稳定专题研究中,研究人员编制故障卡150套,实行故障计算4000余次,在10分钟内得到智能化分析结果4000余个,工作效率大幅提升。

 

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