打造南方電網(wǎng)“仿真利器”

發(fā)布日期:2024-02-01  來源:中國能源網(wǎng)

核心提示:歷經(jīng)14年攻關(guān),累積100萬行代碼,仿真1000萬個故障,排除20項電網(wǎng)重大運行風(fēng)險,提升仿真效率360倍以上,支撐供電負荷超2億千瓦

 

歷經(jīng)14年攻關(guān),累積100萬行代碼,仿真1000萬個故障,排除20項電網(wǎng)重大運行風(fēng)險,提升仿真效率360倍以上,支撐供電負荷超2億千瓦的大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行……日前,在南方電網(wǎng)公司四屆二次職代會暨2024年工作會議上,一支充滿活力的“80后”科研團隊走上了領(lǐng)獎臺。

為了解決困擾南方電網(wǎng)20年的大電網(wǎng)準確仿真難題,團隊從零基礎(chǔ)起步,不斷追蹤最新電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展,掌握電網(wǎng)仿真分析核心技術(shù),形成具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新型電力系統(tǒng)數(shù)字仿真平臺DSP,填補了自主化電力工業(yè)軟件的空白,使南方電網(wǎng)躋身少數(shù)具有自主仿真軟件的一流電網(wǎng)公司行列。為此,他們也被南方電網(wǎng)公司黨組記為“集體一等功”。

自主化——實現(xiàn)“仿真自由”

什么是數(shù)字仿真平臺?

“電網(wǎng)就好比城市道路,每條路的通車量是有限的。隨著大規(guī)模新能源接入電網(wǎng),路上的車越來越多,我們就需要更加聰明的‘大腦’去指揮交通,預(yù)防、處理事故,實時調(diào)整每條道路的車流量。”DSP研發(fā)與應(yīng)用團隊成員趙利剛解釋道,“但電網(wǎng)安全關(guān)系到千家萬戶,我們不可能在實際電網(wǎng)上做實驗,只能通過數(shù)字仿真的手段來模擬,這就是DSP軟件所做的工作之一。”

在南方電網(wǎng)公司成立之初,規(guī)劃調(diào)度部門主要依賴外部數(shù)字仿真軟件。然而,南方電網(wǎng)運行著世界上最復(fù)雜的交直流混聯(lián)大電網(wǎng),在電網(wǎng)規(guī)劃及運行中不斷面臨前所未有的理論和工程難題,外部軟件很難及時響應(yīng)技術(shù)發(fā)展并準確模擬實際電網(wǎng)的運行特性,嚴重制約了電網(wǎng)穩(wěn)定運行水平和科技創(chuàng)新速度。

為擺脫仿真技術(shù)受制于人的困境,南方電網(wǎng)在2010年組建科研院和總調(diào)的聯(lián)合攻關(guān)團隊,開啟了電力工業(yè)軟件的攻關(guān)征途。歷時14年,團隊攻克了交直流大電網(wǎng)潮流收斂、直流輸電系統(tǒng)精確建模等難題,成功開發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新型電力系統(tǒng)數(shù)字仿真平臺DSP。

如今,DSP軟件已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電網(wǎng)規(guī)劃運行的方方面面,成為南方電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的“定心丸”。在電網(wǎng)重大運行方式安排中,累計仿真故障超過1000萬個,揭示電網(wǎng)重大運行風(fēng)險超20項;在電網(wǎng)穩(wěn)定控制中,支撐28套安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)構(gòu)建,涉及500kV站點超100個,從未發(fā)生誤動或拒動,長期保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行;在目標網(wǎng)架重大工程中,開展大量短路電流、暫態(tài)穩(wěn)定等電網(wǎng)風(fēng)險分析,支撐“合理分區(qū)、柔性互聯(lián)”的目標網(wǎng)架規(guī)劃與建設(shè)方案。

不僅如此,DSP軟件更是支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的“仿真利器”,有力支撐電網(wǎng)規(guī)劃運行的創(chuàng)新性和前瞻性研究需求,為南方電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新厚植堅實底座。在創(chuàng)新性直流工程中,先后解決了昆柳龍直流、祿高肇直流、藏東南直流等重大創(chuàng)新性直流工程的模型構(gòu)建、控制優(yōu)化、系統(tǒng)研究等關(guān)鍵問題,取得一系列國際領(lǐng)先的創(chuàng)新成果;在異步電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制中,支撐了世界首創(chuàng)的柔性直流同頻控制功能研發(fā)和驗證,保障異步互聯(lián)電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。

同時,DSP軟件也開始走出國門,逐步成為彰顯南方電網(wǎng)國際品牌的技術(shù)名片。先后支撐菲律賓MVIP直流、智利KILO直流工程、中老聯(lián)網(wǎng)等海外電力工程的仿真分析,海外用戶數(shù)量與日俱增。DSP軟件作為一張技術(shù)名片,生動具體地向國際同行展現(xiàn)南方電網(wǎng)先進技術(shù),為公司開拓國際業(yè)務(wù)創(chuàng)造良好條件。

提效率——創(chuàng)造“南網(wǎng)速度”

“沒有別的評價,只有一個詞——真快。”面對云上運行的仿真軟件,DSP研發(fā)與應(yīng)用團隊成員姚海成評價道。

DSP軟件已經(jīng)成為南方電網(wǎng)規(guī)劃運行人員的必備工具。然而,由于南方電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)模龐大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在處理成百上千個計算任務(wù)時,筆記本電腦往往不堪重負,出現(xiàn)卡頓、死機現(xiàn)象,因此,它被調(diào)度人員稱為“吃算力的巨獸”。

南方電網(wǎng)覆蓋五省區(qū),以機電暫態(tài)仿真任務(wù)為例,對一個運行場景開展單一類型故障的仿真分析,全網(wǎng)層面就有300-400個子任務(wù),傳統(tǒng)的單機運行環(huán)境下,各項子任務(wù)依次計算,需要等待2-3小時才能“跑”出結(jié)果,難以滿足新型電力系統(tǒng)規(guī)劃運行面臨的海量仿真需求。

為此,新型電力系統(tǒng)數(shù)字仿真平臺DSP研發(fā)與應(yīng)用團隊開發(fā)了計算分析云平臺,將DSP軟件部署到南方電網(wǎng)調(diào)度云平臺后,分布式并行計算技術(shù)把以往2-3小時的計算時間縮短至30-40秒,提速360倍,有效解決了在傳統(tǒng)硬件上電力仿真軟件“跑不動”的問題,為電網(wǎng)安全運行鑄造智慧引擎。

“DSP軟件極大地提高了調(diào)度部門的工作效率,DSP‘上云’后,不僅節(jié)省了很多時間,也讓我們能夠?qū)︻A(yù)期的各種運行場景進行充分的遍歷掃描,避免錯誤疏漏,為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供了重要保障。”DSP研發(fā)與應(yīng)用團隊負責人、南方電網(wǎng)公司特級技術(shù)專家蘇寅生說,“我們現(xiàn)在有更多時間對異常故障進行更精細的判別分析,制定好保障電網(wǎng)安全的控制措施。”

目前,云上仿真計算已大規(guī)模運用于南方電網(wǎng)年度運行方式計算。傳統(tǒng)由一個團隊一周完成的仿真任務(wù),現(xiàn)在一個員工一天內(nèi)就能完成,創(chuàng)造了貨真價實的“南網(wǎng)速度”。

熬得住——甘做“幕后工作者”

“一個工具從最初開發(fā)到應(yīng)用于生產(chǎn)運行需要很長的時間。很多人都覺得科研工作神秘而有趣,但實際上忍耐寂寞才是我們工作的真實寫照。”DSP研發(fā)與應(yīng)用團隊成員王長香說。

就像汽車制造出廠之前必須要反復(fù)進行產(chǎn)品質(zhì)量檢測,團隊每開發(fā)一套模型、設(shè)計一套算法,都要投入大量時間開展軟件測試與準確性校驗工作。測試工作枯燥乏味,需要反復(fù)調(diào)整設(shè)備參數(shù)、運行工況,搭建上百個測試算例,確保每一個算例中,計算結(jié)果與預(yù)期一致,若不一致,就須檢查并調(diào)整模型與算法,從頭來過。

“無數(shù)次調(diào)整模型與算法,測試結(jié)果總是不甚理想,有時可能會為了解決一個微小的問題花上幾個月的時間——這種情況對于我們團隊來說簡直就是‘家常便飯’,有時候真的忍不住會自我懷疑,甚至想要放棄。”DSP研發(fā)與應(yīng)用團隊成員涂思嘉回憶道。

當DSP的功能模塊成功通過“產(chǎn)品質(zhì)量檢測”并順利應(yīng)用于指導(dǎo)南方電網(wǎng)規(guī)劃運行、直流工程建設(shè)的那一刻,整個團隊瞬間沸騰。“用14年做好一件事,值了!”DSP研發(fā)與應(yīng)用團隊成員周挺輝笑著說。

然而,14年并不是終點。隨著電網(wǎng)技術(shù)不斷更新迭代,DSP研發(fā)與應(yīng)用團隊也需要持續(xù)開發(fā)相應(yīng)的新模型以適應(yīng)新場景、新需求。未來,團隊將聚焦推動以“兩化協(xié)同”促“兩型建設(shè)”,依托“數(shù)據(jù)+算力+算法”,統(tǒng)籌解決海量主體泛在、多維時空平衡、實時雙向互動、多能協(xié)同互補等難題,持續(xù)打造支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的“仿真利器”。
 


 
 
[ 頻道搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 違規(guī)舉報 ]  [ 關(guān)閉窗口 ]

 


網(wǎng)站首頁 | 關(guān)于我們 | 聯(lián)系方式 | 使用協(xié)議 | 版權(quán)隱私 | 網(wǎng)站地圖 | 排名推廣 | 廣告服務(wù) | 網(wǎng)站留言 | RSS訂閱 | 滬ICP備16055099號-3

充電樁網(wǎng) 版權(quán)所有 © 2016-2018 咨詢熱線:021-6117 0511  郵箱:sina@heliexpo.cn 在線溝通:

本網(wǎng)中文域名:充電樁網(wǎng).本站網(wǎng)絡(luò)實名:充電樁網(wǎng)-最專業(yè)的充電樁行業(yè)信息網(wǎng)站