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            好品山東 | 濟南這家企業(yè)歷時7年攻克電力系統(tǒng)仿真技術(shù)難題,打破國外絕對壟斷

            作者:滿倩倩 郭由 來源:大眾網(wǎng) 2022-04-19 14:25:49

            記者:郭由 滿倩倩 編輯:趙洪棟

            大眾網(wǎng)·海報新聞記者 滿倩倩 郭由 濟南報道

            舉世矚目的2022北京冬奧會和冬殘奧會落下帷幕后,山東濟南有一家企業(yè)收到了國網(wǎng)北京市電力公司、國網(wǎng)冀北電力公司張家口供電公司、國網(wǎng)天津電力公司相關(guān)部門發(fā)來的感謝信,感謝其為冬奧保電所做出的重要貢獻。

            這家企業(yè),就是今年3月入首批“好品山東”品牌名單的積成電子股份有限公司(下文簡稱積成電子)。說起積成電子,或許很多人會感到陌生,但是一提到家家戶戶用的水表、電表、燃氣表,大家就會驚嘆,“原來積成電子的產(chǎn)品無處不在!”

            積成電子的“厲害”可不只如此。4月7日,大眾網(wǎng)·海報新聞記者走進這家企業(yè),深入了解積成電子的崛起之路。

            積成電子股份有限公司總經(jīng)理嚴中華接受記者采訪。

            覆蓋電水氣熱“全能源領(lǐng)域”解決方案的服務(wù)商

            在積成電子的產(chǎn)品展廳,公司總經(jīng)理嚴中華介紹說,積成電子是我國最早從事電力系統(tǒng)自動化的企業(yè)之一,起源于上世紀80年,發(fā)展已近40年,可以說是與我國電力系統(tǒng)自動化一路同行。

            嚴中華用“無心插柳”來形容企業(yè)的誕生。1984年,積成電子早期的創(chuàng)業(yè)團隊都是山東大學(xué)的教師,除了“傳道、授業(yè)、解惑”,他們憑著知識分子對新生事物的強烈求知欲,以及“在實踐中發(fā)展電子學(xué)科”的樸素想法,響應(yīng)國家“科學(xué)技術(shù)要為國家經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)”的號召,以“星期天工程師”的方式,為濟南供電局開發(fā)了國內(nèi)第一套基于通用微機的電力調(diào)度自動化系統(tǒng),開創(chuàng)了行業(yè)的先河。

            創(chuàng)新實踐讓象牙塔里的教師們體會到知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的強大能量。1994年,積成電子以股份合作制的模式在濟南高新區(qū)注冊成立,建立以市場為導(dǎo)向、科技創(chuàng)新為本、員工持股的運營機制,專業(yè)從事電力系統(tǒng)自動化產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化推廣,向規(guī)范化發(fā)展。在業(yè)內(nèi)先后首創(chuàng)實現(xiàn)基于Windows NT技術(shù)的電力系統(tǒng)自動化應(yīng)用,首創(chuàng)實現(xiàn)電力設(shè)備基于IEC61850規(guī)范的互聯(lián)互操作實用化,產(chǎn)品榮獲國家科技進步二等獎。

            2000年,積成電子改制為股份有限公司,在國內(nèi)率先研制出直讀式智能水表、智能燃氣表,成為國內(nèi)直讀式自動抄表技術(shù)的倡導(dǎo)者、行業(yè)標準的制定者。

            2010年1月,積成電子首次發(fā)行股票并在深交所中小板上市。2013年12月,占地308畝、一期工程6萬平方米建筑面積的生產(chǎn)、辦公場所投入使用,企業(yè)迎來了發(fā)展的又一春天,踏上了繼續(xù)創(chuàng)新發(fā)展、二次創(chuàng)業(yè)的新征程。上市以來,積成電子積極推進產(chǎn)業(yè)布局,內(nèi)生性增長與外延式擴展并舉,經(jīng)營業(yè)績高速增長,年產(chǎn)值由上市之初的3億元發(fā)展到2019年的22億元。

            近年來,積成電子率先在業(yè)內(nèi)開始了新舊動能轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)型升級的探索實踐,在智能電網(wǎng)、智慧市政領(lǐng)域持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展的基礎(chǔ)上,逐步擴展到智慧交通、信息安全、能源互聯(lián)網(wǎng)及綜合能源服務(wù)等領(lǐng)域,科技創(chuàng)新成果持續(xù)不斷產(chǎn)出,超過80%的科研成果達到國際先進及以上水準。目前公司擁有積成能源、積成軟件、青島積成等10余家全資或控股子公司,主要產(chǎn)品遍布全國31個?。ㄖ陛犑?自治區(qū))的300多個地市,部分產(chǎn)品出口到新加坡、泰國、印度等國家。

            “積文明之精華,成高科技之大業(yè)。用一句話來形容,我們就是為國家的電、水、氣、熱等重大基礎(chǔ)設(shè)施提供安全、可靠、經(jīng)濟運行的數(shù)字化系統(tǒng)和產(chǎn)品的企業(yè)?!眹乐腥A告訴記者,“現(xiàn)在我們的主打產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到了第七代,形成了以電力系統(tǒng)自動化為核心的能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域、以智慧城市為基礎(chǔ)的智慧公用事業(yè)和以工業(yè)控制為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)空間安全三大領(lǐng)域,覆蓋全能源領(lǐng)域的解決方案?!?/p>

            大規(guī)模電網(wǎng)通用電磁暫態(tài)仿真平臺打破國外絕對壟斷

            眾所周知,電力系統(tǒng)是最復(fù)雜的人造動態(tài)系統(tǒng),與交通、水利、油氣等系統(tǒng)相比,電能傳輸速度極快(光速傳輸),發(fā)電、輸電、用電實時動態(tài)平衡,沒有與停車場、水庫、油罐等對應(yīng)的存儲環(huán)節(jié)。如何準確掌握電網(wǎng)動態(tài)特性,保持穩(wěn)定運行,是重大難題。

            記者了解到,在直流輸電和新能源發(fā)電大規(guī)模發(fā)展之前,國內(nèi)外均采用機電暫態(tài)數(shù)字仿真工具研究大電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題,支撐實際電網(wǎng)安全運行和協(xié)調(diào)控制。當(dāng)大量直流電源和新能源電源接入電網(wǎng)后,人們開始認識到,機電暫態(tài)仿真方法無法準確模擬這些含電力電子器件設(shè)備的響應(yīng)和控制特性,必須使用電磁暫態(tài)仿真方法。

            打個比方,研究電網(wǎng)運行機理時,機電暫態(tài)仿真就像放大鏡,電磁暫態(tài)仿真就像顯微鏡,放大鏡看得快但是不如顯微鏡看得仔細。然而,電磁暫態(tài)仿真步長小,速度慢,建模極其復(fù)雜,之前用于仿真局部電網(wǎng)和具體工程,根本無法仿真較大規(guī)模的實際電網(wǎng)。于是,在準確地仿真大電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和控制特性方面,出現(xiàn)了仿不了、仿不準、仿不快的世界級難題。

            隨著我國交直流混聯(lián)電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大,電力系統(tǒng)電力電子化程度日益加深,新能源發(fā)電占比逐漸升高,電網(wǎng)的特性變得非常復(fù)雜,國際相關(guān)技術(shù)及經(jīng)驗也難以滿足我國電網(wǎng)的實際需求。在這種形勢下,我國迫切需要對新形態(tài)電力系統(tǒng)進行仿真和分析。

            積成電子搶抓機遇,提前預(yù)判,歷時7年,自主研發(fā)出大規(guī)模電網(wǎng)通用電磁暫態(tài)仿真平臺(簡稱GTS平臺),解決了全電磁暫態(tài)仿真計算效率低、仿真規(guī)模受限和建模過程繁瑣、仿真平臺建設(shè)成本高昂等問題,實現(xiàn)了復(fù)雜大電網(wǎng)高效便捷的全電磁暫態(tài)仿真分析,并且打破了電磁暫態(tài)仿真領(lǐng)域國外廠家的壟斷地位。目前已經(jīng)在南網(wǎng)電科院及國家電網(wǎng)公司多家省級電科院成功應(yīng)用。

            “由于我國電網(wǎng)規(guī)模非常大,而大規(guī)模的電磁暫態(tài)仿真技術(shù)長久以來一直被國外壟斷。”積成電子電網(wǎng)自動化事業(yè)部總工張東院介紹說,“目前國家電網(wǎng)整個高壓的電網(wǎng)節(jié)點數(shù)目將近5萬個節(jié)點,南方電網(wǎng)將近2萬個節(jié)點,但是我們研發(fā)的GTS平臺,單臺設(shè)備最大仿真規(guī)模達到了7萬個節(jié)點,相當(dāng)于把整個國家電網(wǎng)模型放到這個系統(tǒng)里來都可以仿真,這在以前是不可想象的?!?/p>

            積成電子搶抓機遇,提前預(yù)判,歷時7年,自主研發(fā)出大規(guī)模電網(wǎng)通用電磁暫態(tài)仿真平臺。

            據(jù)了解,該研究成果大幅提高了大規(guī)模交直流混聯(lián)系統(tǒng)的全電磁暫態(tài)仿真速度,計算規(guī)??蛇_數(shù)萬條母線及數(shù)千臺發(fā)電機,滿足實際復(fù)雜大電網(wǎng)的仿真規(guī)模需求,具備超實時仿真分析能力,對我國大規(guī)模電網(wǎng)的安全運行具有十分重要的意義,技術(shù)水平在國際上處于領(lǐng)先地位。

            張東院表示,“GTS平臺系統(tǒng)在相同精度下比國外同類產(chǎn)品的仿真效率提升2-3個數(shù)量級,國外系統(tǒng)仿真15個小時,我們在幾分鐘內(nèi)就能完成,這是一個非常大的跨越。無論是仿真規(guī)模、仿真效率還是仿真精度上,在國際上都處于領(lǐng)先地位?!?/p>

            “作為一家民營企業(yè),堅持用十年的時間開展這種基礎(chǔ)性的研究,困難可想而知?!睆垨|院坦言,“如今產(chǎn)品研發(fā)還面臨著人才吸引和市場推廣的難題。距離遠期目標,比如實現(xiàn)實時仿真的‘天花板’也就是硬件在環(huán)仿真技術(shù),也還有很長一段路要走。因為做完平臺還要做應(yīng)用,實時仿真之后還要做數(shù)字孿生、人工智能,這是我們未來努力的方向。”

            編輯:劉福龍 責(zé)編:馬園亮