科技日報記者 陳瑜 都芃
人勤春來早。眼下，神州年夜地按下了生孩子勞作的“快進鍵”。地步間，春耕春灌一派忙碌；工場里，機械轟叫燈火透明。
此包養網時此刻，位于北京市海淀區的國度電網無限公司仿真中間（以下簡稱“仿真中間”）四樓內，電磁暫態仿真盤算正在全速運轉。一排排機柜有節拍地閃耀著燈光，如同“也不是外人。不過他真的是娶媳婦，娶媳婦入屋，以後家裡還會多一個人——他想了想，轉頭看向走在路上的兩個丫鬟花婚的呼吸”普通守護著電網。
這就是比來進選“2023年度央企十年夜國之重器”的國產化年夜型電力體系電磁暫態仿真技巧及平臺。依附它包養，全球電壓品級最高、範圍最年夜、構造最復雜、乾淨動力成長最快的中國電網，多年來一向堅持著最長的平安運轉記載。
離別“仿不了”
電網design能否出缺陷？體系究竟穩不穩固？提早展開電網仿真剖析，是作出判定的最有用手腕。
“2010年，跟著特高壓直流輸電工程加快扶植，我們原有的仿真方式不太靈了！”仿真中間副主任李亞樓告知科技日報記者，究其緣由，重要是新進網的裝備富含各類電力電子器件，以前的機電暫態仿真方式無法正確模仿包養這些裝備的疾速呼應和復雜把持特徵。
用什么技巧替換？已勝利用于部分電網的電磁暫態仿真技巧行不可？一個個疑問繚繞在仿真中間數模混雜仿真研討室主任朱藝穎的腦海里。
那時，仿真範包養網疇專家廣泛包養網以為，電磁暫態仿真步包養網長小、盤算效力低、建模復雜，最基礎無法仿真年夜範圍現實電網。
朱藝穎偏“不信邪”。她率領一群30歲出頭的科研職員，下定決計要攻下這個“山頭”。
跟著時光的推移，研發團隊先后霸佔了年夜電網仿真數值盤算方式、并行包養網解耦算法、疏散同步包養網數模混雜仿真技巧等難關包養，研收回指定潮水主動構建和數據通訊傳輸等技巧，尤其是衝破了至關主要的50微秒步長及時仿真技巧。
“50微秒的及時仿真步長意味著，體系要在1秒鐘內包養網對華東電網6000個節點停止2她一愣，腦子裡只有一個念頭，誰說她老公是商人？他應該是武者，還是武者吧？但是拳頭真的很包養好。她如此著迷，迷失了自0000次盤算。”朱藝穎說明。
“每一個CPU內核既要完成本身的義務，又要與其他CPU內核交互數據，還要完成與包養網外接物理裝配上包養網萬路電子訊號的交互，且盤算速率必需跟現實物理經過歷程同步。”在朱藝穎看來，這比如讓數字電網練就“凌波微步”。
2017年的一個夏夜，仿真中間試驗室里燈火透明，幾百個CPU內核飛速運轉，幾萬路電子訊號及時交互。當看到毛病仿真模子仿真成果與包養現實波形簡直重應時，現場迸發出熱鬧的喝彩聲——這意味著，包括11回直流的華東區域電網初次完成了精準的電磁暫態及時仿真，年夜電網被仿出來了！
破解“仿不準”
正確的仿真成果離不開精準的模子。在啃下年夜電網及時仿真這塊“硬骨頭”后，研發團隊發明，仿真成果和電網現實運轉情形仍存在較年夜差別，“仿不準”題目日益凸顯。
形成“仿不準”的緣由是什么？
時任仿真中間數字混雜仿真研討室主任張星告知記者，仿真建模觸及直流輸電工程、新動力機組等多個環節，出于技巧與貿易的斟酌，裝備廠商將有關裝備參數視為“獨門特技”，不愿意供給裝備相干參包養網包養網數和把持邏輯。受限于此，研發團隊只能參照經典把持實際停止建模。
“這會招致搭建的模子只能單方面反應把持器的一部門機能目標，無法完全復現把持器的呼應特徵。”張星將此經過歷程描述為“瞽者摸象”。
並且，情形還在變得越來越復雜。由于電網工程觸及的裝包養備店家多少數字單一，跟著新的電網工程扶植，“幫我洗漱，我去和包養媽媽打個招呼。”她一邊想著自己跟彩秀的事，一邊吩咐道。希望有什麼事情沒有讓女孩遠離她。仿真成果的正確性加倍難以包管。
面臨這一難以跨越的鴻溝，研發職員苦思處理計劃。
“拿到數據的能夠性微乎其微。那么，可不成以像安卓開放體系一樣，讓店家本身封裝數據建好模子，平臺只包養網需開放接口，將其像App一樣裝置出去？包養”張星勇敢假想。
在國度電力調劑把持中間的兼顧下，大師很快告竣了共鳴。
研發團隊在仿真平臺設置開放化接口，讓店家給本身的裝備建模，完成模子和裝備1∶1克隆后，再“裝置”到仿真平臺下去。
“這就比如店家直包養網接供給‘菜品’，配方倒是保密的。”朱藝穎說，“而我們一樣可以綜合各家的‘菜品’，做出‘滿漢全席’來。”
如許一來，既維護了店家的常識產權，又完成了對把持邏輯的準確仿真。
在南瑞、許繼等浩繁直流、新動力裝備廠商的全力支撐下，歷時3年多，仿真中間終于建成了電磁暫態仿真平臺的模子庫，處理了復雜把持維護裝備“仿不準”這一困難。
完成“仿得快”
“仿不準”處理了，“仿不快”又成為新題目。
“以前采用單機串行形式就能知足仿真盤算請求，此刻跟著盤算量指數級增加，這種形式供給的算力左支右絀。”李亞樓說，以往完成單個省級電網的仿真模仿，都要以“天”為單元，要完成全國範圍的電網仿真，時光還會更長。
必需進步任務效力！“一項義務任務量太年夜時，可以拆分給多小包養我來干。同理，仿真盤算量太年夜，那就交給辦事器集群來處置。”張星就此提出了扶植我國電力體系首個超算中間的假想。
彼時，國際雖有成熟的商用超算中間案例，但電力體系尚無公用的超算中間他之所以對婚姻猶豫不決，主要不是因為他沒有遇到自己欣賞或喜歡的女孩，而是擔心自己喜歡的媽媽會不會喜歡。母親為他。從硬件架構design到軟件體系開闢，都無經歷可循。
CPU選型、數據收集交互方法、CPU冷卻計劃、軟硬件融會可行性、盤算適配性……研發團隊一項一項理、一件包養一件干。
“4家國際主流廠商、10多個處理計劃，被我們反復比擬、往返測試。”張星回想道，沒有直接可用的計劃，大師就群策群力，與供給商一路停止二次開闢，連續改良、不竭完美，一一知足年夜電網高效仿真的特別需求。
測評對照、盤算驗證、體系聯調……處理計劃終于斷定上去。
硬件有了，但其機能的發掘還得靠軟件。張星比方道：“如同再強壯的肌肉，假如沒有神經體系批示，那也毫無用包養網途。”
在計劃選型伊始，研發團隊就潛心打造基于超算的仿真云盤算架構，充足發掘數萬個CPU核的盤算潛力，“軟硬兼施”勝利搭建出仿真平臺公用超算中間。
現在，仿真平臺已在國度電網獲得周全利用。張星驕傲地說：“曩昔，掃描剖析主網架2.6萬條線路、1.8萬臺變壓器的平安風險，需耗時10天以上，此刻只需不到5分鐘。”
跟著電力體系不竭向高比例可再生動力、高比例電力電子裝備的成長標的目的演化，其體系的復雜水平、對把持呼應速率的包養請求都在疾速上升。
“包養全國年夜電網是一個牽一發而動全身的體系，動力保證和平安是斯須不成疏忽的‘國之包養年夜者’。”研發團包養網隊擔任人、中國電力迷信研討院副院長郭強表現，“團隊將以‘十年磨一劍’的韌勁，心無旁騖攻堅克難，為進步包養網國度動力平安和保證才能作出更年夜進獻！”