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记者日前在国家电网仿真中心看到的一番景象令人惊心动魄：2018年的某一天，“华北、华东、华中”同步电网突然出现短路故障，直流输送功率瞬间下降至零！说时迟、那时快，“5、4、3、2、1，执行！”现场指挥员一声令下，调度员迅速输入相关指令，故障很快清除，交流、直流系统又恢复稳定运行……
让电网“起死回生”的，就是获得2009年度国家科技进步一等奖的重大成果：电力系统全数字实时仿真关键技术研究及装置研制和应用。
依靠该成果，国家电网仿真中心建立了2018年国家电网特高压骨干网架的实时仿真数字模型，包含13回直流输电系统、7207个节点、8386条线路（含支路）、发电机组1461台，作为全数字实时仿真和数模混合实时仿真的基础数据平台，为国家电网提供全天候安全保障。
这项重大成果由中国电力科学研究院牵头完成。据周孝信院士介绍，目前我国已形成世界上电压等级最高、规模最大的互联电网，如何建立一套安全防范系统，让电网坚强可靠、经济高效，是一个亟待解决的重大课题。但电网是一个超大型人造系统，不可能为做实验而暂停运行，于是科学家们想到了仿真技术。高技术起源于20世纪五六十年代，经历了物理模型动态模拟、数模混合式仿真等阶段，最终在20世纪90年代后期发展为全数字实时仿真。国外在这一领域发展已趋成熟，但对我国严格封锁技术。
从1998年起，在时任中国电科院总工程师的周孝信带领下，课题组潜心研究仿真技术，于2005年成功研制出世界上第一套可模拟万节点级大规模电力系统的实时数字仿真装置，用八年时间走完了国外几十年的发展道路。该装置在实时仿真规模、并行算法、硬件平台等多方面具备极大优势；尤其是其实时仿真规模，达到了国际领先水平，国外同类装置只能模拟500个节点电网。
“同步模拟电网实际运行状况，是实时仿真。如果快于实际过程，在事故发生前计算出结果，就是超实时仿真。我们的装置能实现超实时仿真，在运行中为调度赢得制定对策的时间，把系统从紧急状态下‘拉回来’。”中国电科院电网数字仿真技术研究所总工程师李亚楼解释说。
专家们认为，该装置在大规模电力系统实时仿真技术上取得重大突破，推动了世界电力系统实时仿真技术进步。实现了软硬件系统的全部国产化，大幅度提高我国电网仿真试验和分析研究水平。通过与计算机、网络通讯学科交叉集成，推动了我国高性能计算机产业的发展及其在电力系统中的应用。随着装置在电网中的广泛推广应用，能够进一步优化电网运行方式，提高电网安全运行水平，具有重大社会经济效益。
据介绍，该装置已在国家电力调度通信中心、国家电网仿真中心、江苏省电力试验研究院、山东大学等生产、科研、教学单位应用，在我国多项重大工程的规划、设计、建设和运行中发挥了重要作用。
在2008年初发生的南方特大雨雪冰冻灾害中，湖南电网500千伏线路大面积开断，仅靠个别220千伏线路与外界连接，调度运行人员亟须了解电网运行情况。当时运行在国家电力调度通信中心的电力系统全数字仿真系统，根据仅有的在线运行数据，通过高效、全面的仿真计算，为调度中心制定运行控制方案提供了及时准确的科技支撑。
标签：国家科技奖,全数字实时仿真关键技术,电力系统
