“倒數，5、4、3、2、1，執行！”現場指揮員一聲令下，實時仿真裝置呈現出2018水平年“三華”同步電網的短路故障過程：直流輸送功率下降至零，故障清除后，交流、直流系統恢復穩定運行。

　　基于電力系統全數字實時仿真裝置，國家電網仿真中心建立了2018水平年國家電網特高壓骨干網架的實時仿真數字模型，包含13回直流輸電系統、7207個節點、8386條線路（含支路）、發電機組1461臺，作為全數字實時仿真和數模混合實時仿真的基礎數據平臺。“電力系統全數字實時仿真關鍵技術研究、裝置研制和應用”項目正在申報國家科技進步一等獎。

　　超實時仿真：把電力系統從緊急狀態下“拉回來”

　　我國已形成世界上電壓等級最高、規模最大的互聯電網，隨著清潔能源、可再生能源接入，電網運行控制難度和安全穩定風險明顯增大。在國家電網公司2009年年中工作會議上，劉振亞總經理指出，統一堅強智能電網是堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的電網。“統一”是前提，“堅強”是基礎，“智能”是關鍵。

　　如何有效防范運行風險，是建設統一堅強智能電網亟須深入研究的重要課題。電力系統全數字實時仿真裝置基于實時、超實時仿真技術，可為運行中的大電網提供隱患預警和決策支持，能預知、及時反應并有效避免大停電事故。

　　“同步模擬電網實際運行狀況，是實時仿真；如果快于實際過程，在事故發生前計算出結果，就是超實時仿真。我們的裝置能實現超實時仿真，在運行中為調度贏得制定對策的時間，把系統從緊急狀態下‘拉回來’。其作用是智能電網信息化、自動化、互動化的重要體現。”中國電科院電網數字仿真技術研究所總工程師李亞樓說。

　　電力系統全數字實時仿真裝置是電力系統在線動態安全分析、預警和決策支持等調度自動化系統運行的基礎。它由機電暫態并行、電磁暫態并行兩套仿真子系統組成，可以從運行的電力系統中取得在線數據，模擬實際運行工況，可為繼電保護、安穩控制裝置、無功調節等安全自動裝置的實驗研究提供技術手段。

　　李亞樓說，在2008年年初的特大冰災中，湖南電網500千伏線路大面積開斷，僅靠個別220千伏線路與外界連接，調度運行人員亟須了解電網運行情況。當時運行在國家電力調度通信中心的電力系統全數字仿真系統，基于在線運行數據，通過高效、全面的仿真計算，為調度中心制定運行控制方案提供了有力的技術支撐。

　　仿真技術起源于20世紀五六十年代，經歷了物理模型動態模擬、數模混合式仿真等階段，最終在20世紀90年代后期發展為全數字實時仿真。國外在這一領域發展已趨成熟，并嚴格技術保密以牟取巨額利潤。我國科研人員刻苦鉆研，自主創新，用八年走完了國外幾十年的發展道路。

　　從1998年起，在時任中國電科院總工程師的中國科學院院士周孝信帶領下，中國電科院技術人員潛心研究仿真技術，于2005年成功研制出世界上第一套可模擬萬節點級大規模電力系統的實時數字仿真裝置。

　　“與國外相比，這套裝置在實時仿真規模、并行算法、硬件平臺等多方面具備極大優勢。尤其是實時仿真規模達到了國際領先水平，國外同類裝置只能模擬500個節點電網。以它替代進口產品，預計可為國家節省投資10億元以上。”李亞樓說。

　　對于電力系統全數字實時仿真裝置未來在統一堅強智能電網中的應用，李亞樓這樣描述：在電力系統可能出現故障前，裝置已模擬出電網運行實際情況，通過調度自動化系統提前預警，并自動在秒級時間里給出對策，不需通過調度員，便可直接發出一系列調度指令，在人們發現前化解掉可能出現的事故或運行隱患。

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