4月1日，由中國機電工程學會組織的9位國內電力專家來到南網(wǎng)科研院，對該院“交直流大電網(wǎng)高擬真跨平臺全景實時仿真技術(以下簡稱電網(wǎng)實時仿真技術)”的集成研究與開發(fā)應用進行科技成果鑒定。會上，鑒定專家委員會主任委員、中國科學院王錫凡院士對這套獨具南網(wǎng)特色的仿真系統(tǒng)大為贊嘆：“這種特色鮮明的平臺，自主創(chuàng)新性如此明顯，在世界上也屬鮮見。”

        那么，王院士盛贊的“特色鮮明”究竟是怎樣的呢?
        尋求南網(wǎng)特色的解決之法
        本報記者在南網(wǎng)科研院的電網(wǎng)仿真實驗室看到，一排排的云廣/糯扎渡、STATCOM等工程項目的控制保護設備前，是正在顯示仿真運算結果的顯示屏，旁邊的RTDS(實時數(shù)字仿真儀)設備燈光頻閃，正在全速進行運算。
        科研院仿真與控制技術研究所試驗平臺技術研究室主任張建設介紹說，隨著多年發(fā)展，南方電網(wǎng)“交直流、遠距離、大容量”的特殊電網(wǎng)結構決定了其運行的復雜性，加之近年來柔性直流輸電、STATCOM、儲能等技術紛紛加入電網(wǎng)，給電網(wǎng)運行又帶來了新的難度，也給運行部門增加了很大壓力，如何駕馭好世界上最復雜的大電網(wǎng)?“我們需要一個更好的仿真平臺。”
        2004年，李立浧院士等專家組成員通過國內外調研，建議研發(fā)仿真平臺，于是，公司投入巨資建立了電網(wǎng)仿真實驗室。但電網(wǎng)仿真技術有很多種，俄羅斯、韓國、加拿大等國電網(wǎng)均根據(jù)自身情況采取了不同方式，專家組經過論證，認為南網(wǎng)的仿真技術研發(fā)起步稍晚，在傳統(tǒng)的模擬仿真上可能不具有優(yōu)勢，建議研發(fā)數(shù)字仿真。這就是為什么在南網(wǎng)科研院的電網(wǎng)仿真實驗室里看不到任何網(wǎng)架或設備模型，只有運算設備和顯示屏，好像信息中心的原因。
不到10年的時間，南網(wǎng)科研院在電網(wǎng)實時仿真技術的研發(fā)上已經取得了14項專利，并將其發(fā)展為國內外規(guī)模最大、技術最先進的復雜電網(wǎng)仿真實驗平臺。國家能源局也于2009年將全國唯一一個“國家能源大電網(wǎng)技術研發(fā)中心”落戶南網(wǎng)科研院，而在其5項目標中，就包括仿真試驗技術研發(fā)。
        鑒定專家組副主任委員、中國電科院印總華總工深有感觸地說：“南網(wǎng)仿真實驗平臺從2004年起步，到目前這么大的規(guī)模，我親歷了其發(fā)展歷程。該平臺已真正在交直流復雜大電網(wǎng)特性仿真分析及運行技術服務等發(fā)揮重要作用，實屬不易。”
        仿真技術能解決什么?
        那么，電網(wǎng)實時仿真技術能夠解決電網(wǎng)發(fā)展中的哪些問題呢?
        科研院仿真與控制技術研究所所長韓偉強介紹說：“電網(wǎng)實時仿真技術，在高壓直流工程、交直流電網(wǎng)安穩(wěn)控制、新型電力電子技術應用等方面發(fā)揮著重要作用。”
        電網(wǎng)實時仿真技術，就是在實驗室中構建出一個數(shù)字化的虛擬電網(wǎng)環(huán)境，然后在這個“看不見、摸不著、只存在于處理器和顯示屏中”的虛擬電網(wǎng)環(huán)境上，運行需要試驗的調度     指令，或是接入需要檢測的相關設備，以試驗它們對電網(wǎng)運行所產生的影響，經過這個數(shù)字模擬練兵場的檢驗過關之后再投入實際電網(wǎng)運行，可將安全風險將至最低。
        張建設說，交直流大電網(wǎng)運行中會存在各種各樣的問題：電壓穩(wěn)定、交直流相互影響、安全穩(wěn)定、電壓無功等問題，都可以在仿真技術平臺上得以檢驗。
        但一切的前提是，仿真平臺必須做到對電網(wǎng)環(huán)境的精確復制，才能保證試驗的準確性。所以，“仿真技術有六成左右的難度，都集中在模型的建立上，而且最具有我們南網(wǎng)的科技核心競爭力和作為我們無形資產的東西，也恰恰是我們構建數(shù)字電網(wǎng)模型的分析方法，我們申請了專利。”
        比如孤島運行試驗中，常規(guī)的手段都無法進行預演，只能通過仿真技術進行測試，在實驗室中虛擬地構建了一個“孤島”的環(huán)境，而控制保護、勵磁調速等設備則是1:1的原物放在實驗室中，聯(lián)入虛擬電網(wǎng)，完成了最終的試驗。
仿真試驗已成必須的一環(huán)
        目前按照南網(wǎng)在工程建設中的相關規(guī)定，像云廣/糯扎渡±800千伏直流輸電和STATCOM等大型工程中，在設計環(huán)節(jié)之后與施工環(huán)節(jié)之前，必須通過實時仿真技術平臺對控制保護等設備進行“數(shù)字化模擬練兵”，以觀察在電網(wǎng)運行的各種突發(fā)或復雜情況下，設備的反應是否過硬、設計是否存在缺陷等，如發(fā)現(xiàn)問題則可以及時修改，既節(jié)省了工期，也節(jié)省了現(xiàn)場調試又要返工的高昂成本。
        “盡管相關的設備廠商、科研院校也有類似的仿真實驗室，但由于他們缺乏對復雜大電網(wǎng)的了解和技術支撐，所以都無法完成聯(lián)網(wǎng)試驗，只能孤立地測試一個設備。”張建設介紹說。
        工程之外，仿真平臺的作用還體現(xiàn)在調度中，比如去年8、9月間，南方電網(wǎng)出現(xiàn)了多起多回直流同時換相失敗，仿真實驗室就根據(jù)獲得的運行方式數(shù)據(jù)，導入到各直流的仿真平臺中，然后開始導入故障，比如8月11日出現(xiàn)雷擊導致C相故障，試驗人員也在仿真平臺中模擬C相故障，然后努力做到讓仿真平臺中的電網(wǎng)波形與實際故障發(fā)生時換流站和變電站錄下的電網(wǎng)波形基本一致，這時，調度部門就可以在這個“人造的故障平臺”上進行安穩(wěn)策略以及切機、切負荷等調度指令的預演，為以后處理相關情況提供重要的參考。
        以實驗室為家的團隊
        每當構建一個模型，就需要四五個核心研究人員外加上百名外圍協(xié)助者連續(xù)數(shù)月的加班加點，試驗室的數(shù)據(jù)處理設備常常開足馬力卻依舊很緊張，每個星期包括周末都排滿了需要做試驗的人，張建設坦言：每次錄入時的數(shù)據(jù)資料都有1米多高，在觀察儲能設備24小時內對電網(wǎng)的影響時，試驗人員只能24小時寸步不離顯示屏。
        從2004年建立仿真實驗室至今，韓偉強一直是仿真與控制技術研發(fā)的負責人，他很有幸擁有如此敬業(yè)的團隊：“仿真系統(tǒng)運行維護工作量大，尤其是數(shù)據(jù)建模工作繁重，我們的仿真與控制技術研發(fā)團隊人員少而精干，年輕有活力。以實驗室為家，以技術攻關和完成每一項艱巨任務為己任，加班加點，出色地運行維護好了龐大復雜的仿真系統(tǒng)，我以我的技術團隊為驕傲和自豪!”
        目前，南網(wǎng)科研院仿真實驗室平均每3天就要接待一次國內外電力行業(yè)與企業(yè)的參觀者，已成為南網(wǎng)名副其實的“高科技展示窗口”。