电网安全运行的制胜砝码

“南方电网为什么可以在珠三角落点这么多回直流系统，还能保证电网运行安全？仿真实验室及其团队是‘制胜砝码’。”我国电力系统及其自动化专家、中国工程院院士韩英铎多次这样称赞。

南方电网仿真重点实验室自2004年成立以来，从只能仿真一回直流输电系统到覆盖全网的世界最大规模实时仿真系统，从基础理论研究到研发世界最复杂的交直流电网电磁机电混合实时仿真平台SMRT，从只能开展直流功能性能试验到全面预测电网运行安全风险，现已发展成为国际先进、技术水准一流的大电网研究中心。

走进被称为“镇家之宝”的南方电网仿真实验室大厅，一排排直流输电控制保护设备和RTDS（实时数字仿真器）运行指示LED灯闪烁着，数十台高性能工作站正在显示仿真运算的结果。

南方电网科研院电网仿真与控制技术研究所副所长郭琦介绍，电网实时仿真技术就是构建一个数字化的虚拟电网，在这个看不见、摸不着、只存在于处理器的虚拟电网上，进行调控指令的试验，“捕捉”电网运行风险。

2004年仿真实验室刚成立时，只能仿真一回直流输电系统，团队也只有3人。“西电东送快速发展，电网越来越复杂，我们迫切需要一个更先进的大电网仿真平台。”原仿真实验室负责人、现南网科研院副总工程师韩伟强说。

2010年，春节后的第一天，仿真所技术专家黄立滨与张建设开始了世界上最大规模实时仿真系统关键设备的调试。占地600余平方米，连世界实时仿真器“鼻祖”——加拿大RTDS公司也没有如此大规模系统的调试环境。持续十天的鏖战，一轮轮晨曦变成了星空，一次次喧嚣变成了寂静，由26个仿真器组成的仿真系统第一次平稳运转起来了。

为了突破交直流电网混合实时仿真（简称SMRT）实用化的难题，郭琦带领青年工程师李伟、胡云连续3天蹲守实验室，对平台出现的功率振荡问题进行攻关。几经奋战，终于建成世界上技术最先进、规模最大的仿真平台SMRT，解决了以前我国电网调度运行、系统分析想做而不能做的事情。2014年底，韩籍仿真专家InKwon Park博士到实验室，连声感慨：“这是我第一次看到34个仿真机柜同时在一个模型运行，实在太不可思议了！请帮我拍张照片留念。”

据介绍，仿真技术有一半难度集中在模型的建立上，最具有核心竞争力的就是科研人员对数字电网模型的构建方法。这是一笔无形资产，十年间无数个“世界第一”在此诞生：世界上第一次接入实际发电机励磁调速器装置进行特高压直流孤岛运行试验；世界上第一次通过高速接口实现跨平台电磁机电混合实时仿真；世界上第一次建立交直流大电网安全稳定控制仿真试验平台并投入工程应用……

虚拟电网正化身为南方电网安全生产运行的“保护神”。2012年的一天，仿真所接到南网总调的紧急电话：“刚才楚穗直流发生单极闭锁，请你们抓紧仿真故障，提出解决措施。”不到十分钟，骨干们纷纷回到实验室，他们是毫不逊色的快速反应“部队”。

“直流现场运行人员认为，直流主保护动作肯定是由于直流故障引起，从电气量特征来看，这个结论值得怀疑。”贾旭东博士边翻现场录波图边说。

时间一分一秒过去，试验小组还在反复模拟故障，每次仿真结果都与现场录波相差甚远。正当大家一筹莫展时，一直在观察图形的郭琦一拍脑门：“或许，我们可以换个思路，从测量环节入手分析这个问题。”试验组成员连夜奋战，通宵达旦，130次试验后，他们郑重写下基本结论。次日早上，南方电网总调度收到故障分析报告。后来的现场故障处理证实试验小组给出的结论完全正确。那次事故距今已两年多了，类似问题再未发生过。现在，仿真团队每年都要为10多次直流现场故障进行原因分析与反事故措施研究。

据介绍，大电网仿真技术研究团队目前已发展到23人，全部是博士、硕士，研究范围涵盖电网实时数字仿真技术、特高压直流输电技术等多个领域。累计荣获科技成果奖励72项，获得专利授权101项，整体科技研发居世界领先水平。实验室已成为公司科技创新的对外“窗口”，先后接待了近万人次国内外同行、专家学者访问参观。也正是这支团队对推动实时仿真技术创新的突出贡献，加拿大RTDS公司授予他们唯一的“全球荣誉贡献奖”。

 

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