今天，咱們(men)聊聊電力系統仿真技術。
什麼是仿真？
先舉個例子(zǐ)。假如(rú)工(gōng工員)程師設計了一座橋，除了理論計算，怎麼知道這農黃座橋到底實不(bù)實用、承重性如(rú)何化大呢？這就得(de)先做出一個模型來驗證一下。
大(dà)橋模型圖。（視覺中國）
同樣的道理，如(rú)果工(gōng)程師研發一種的歌新的電力系統，怎麼知道這個系統到底穩定不(b厭技ù)穩定、有沒有缺陷呢？也得(de)弄個模型來看看。這種用模型來測試電力系統的藍山技術有個專業名詞——電力系統仿真技術。
中國電科(kē)院電網仿真中心超算中心。雨懂
電力系統仿真技術
兩個階段
一、物理模型階段
初，人們(men)是用物理模型做試驗來研究電力系統的。土雜這些模型就像我們(men)常見的汽車(chē)模型一樣，把實物等比例縮小風舊。小了，就更好(hǎo)研究了。
電力線路路徑模型。
二、數字模拟階段
随着電力系統的發展，電網的規模越來越大(dà)、複雜程度越來越高，物理紅麗模型已經不(bù)能滿足大(dà)系統實驗研究的需求了。正好(hǎo)，計什視算機技術大(dà)發展，這就出現了數字模型風門代替物理模型的新型仿真系統。
中國電科(kē)院科(kē)研人員在電網議又仿真中心開(kāi)展科(kē)研攻關。
電力系統是個動态系統。所以，電力系統仿真技術不(b會草ù)僅要像橋梁模型那樣研究物理問題，而且要研究動态問題——沿着時(shí)知站間軸連續對電網狀态變化過程進行計算。
随着計算機技術的發展，電力系統仿真計算速度不(b文跳ù)斷加快，當仿真計算速度與同一時(shí)間段内電網沿時(shí海頻)間軸變化的速度一緻時(shí)，即達到了實時(shí)仿真。隻有仿真工電路(gōng)具達到實時(shí)仿真時(shí)，才具備将實際電懂舞網中的設備接入到仿真數字電網進行同步仿真的能力，也就是電身草力系統數模混合仿真。
三個難題出現
在直流輸電和新能源發電大(dà)規模發展從不之前，國内外均采用機電暫态數字仿真工(gōng)具數遠研究大(dà)電網安全穩定問題，支撐實際電網安到聽全運行和協調控制。
當大(dà)量直流電源和新能源電源接入電網後，人們(men)開(kāi)一讀始認識到，機電暫态仿真方法無法準确模拟這些含電力電子(zǐ)器(qì北內)件設備的響應和控制特性，必須使用電磁暫嗎你态仿真方法。
打個比方，研究電網運行機理時(shí)，機電暫看錯态仿真就像放大(dà)鏡，電磁暫态仿真就像顯微鏡城筆，放大(dà)鏡看得(de)快但是不(bù)如也得(rú)顯微鏡看得(de)仔細。然而，電磁暫态仿真步長(cháng用司)小，速度慢 ，建模極其複雜，之前用于仿真局部電網現低和具體工(gōng)程，根本無法仿真較大(d用上à)規模的實際電網。于是，在準确地仿真大(dà)電網安全穩定性和控制特性方面學議，出現了仿不(bù)了、仿不(bù)準、仿不(bù)快的難題。
國外多家(jiā)科(kē)研機構都針對本國電網開(kāi姐子)展數字仿真相關技術研究，但其電網複雜程度、運行控制難度遠不(bù)話的及我國電網。國際相關技術及經驗難以滿足我國電網的實際需求。中國電科(kē)光上院的電網仿真中心依托 863 計劃和電網公司科(kē)技項目，深入開(k男要āi)展相關研究，取得(de)了多項重大(dà)技術創新，研發森坐了具有國際水平的大(dà)電網電磁暫态仿真項目。
該項目的研發，解決了三大(dà)難題。
01仿得(de)了
本項目攻克了衆多技術難題、将大(dà)電網仿真時(shí)間尺度由毫秒級變為子坐(wèi)微秒級，實現了含多回直流和高比例新能源的大(dà)規見男模電網的電磁暫态仿真，并實現了工(gōng)程化應用，仿真規模達到上萬節點劇店，可以覆蓋兩個區域電網，突破了人們(men)對電力系統特性認知的技術瓶頸時靜，徹底解決了現代大(dà)電網“仿不(bù)了”的世界難題。
02仿得(de)準
本項目攻克了子(zǐ)網分解随機優化、任務映森煙射圖匹配算法等技術難題，研制了基于高速光纖通(tō西鄉ng)信及軟同步的大(dà)流量分散式數模接口，解他微決了大(dà)規模電力電子(zǐ)控制保護裝討外置和複雜系統保護裝置接入萬節點級大(dà)區電網的數模混合仿真難題，實現音姐了15回直流控制保護裝置（約300面屏櫃，上萬個交互信号）銀森同時(shí)接入到大(dà)規模實時(媽微shí)仿真電網的數模混合仿真，跨越式提升了購弟大(dà)電網的仿真精度，解決了對大(dà)規模電力電子(zǐ)設備接入電網控美電制響應特性“仿不(bù)準”的世界難題。
03仿得(de)快
本項目攻克了多項技術難題，将含大(dà)如喝規模電力電子(zǐ)設備的大(dà)電網電磁模型些做啟動時(shí)長(cháng)由上百秒減少至我和5秒以内，實現了多潮流方式與故障組合的大(dà)批量仿真作厭員業動态資(zī)源配置，計算效率提升3000倍以上，徹底解決了還地大(dà)電網仿真“仿不(bù)快”的世界難題。
看到這，您可能會(huì)想：這個項目成果太牛了，那它件河有啥實際應用？
助力“雙碳”目标實現
加快構建新型電力系統
“張北的風點亮了北京的燈”，這句話，讓全世界人們(men)形象地了解了北京冬奧可遠會(huì)的綠電實踐。這是奧運會(hu制劇ì)曆史上實現所有場館綠電供應。
鮮為(wèi)人知的是，為(wèi)北京冬奧會(h黃書uì)場館提供綠電的創造了12項世界的柔性直流跳物工(gōng)程——張北柔直工(gōng)程全過程都離不(bù)開(輛照kāi)電網仿真技術的有力支撐。
我國研發的大(dà)電網電磁暫态仿真平台是怎南務樣支持張北柔直工(gōng)程的？
張北柔直工(gōng)程是集大(dà)規模可再生能源友好(hǎo)接入、多種低拍形态能源互補和靈活消納、直流電網構建等于一體的重大(dà)科(kē事得)技試驗示範工(gōng)程。
啥叫“試驗示範”？那就是全球個，沒有現成的經驗可以借鑒。
所以，工(gōng)程的研發、規劃、調試和并網等過程都要利用高精度的仿真技議有術先行研究、驗證、測試等，然後，才能正式建設、投入運行。
俯瞰500千伏張北換流站，宛如(rú)一塊精密的電腦頻議主闆。
