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    “仿得又快又准！” PG电竞信息助力中国电科院，元脑八路服务PG电竞官网支持电力实时仿真

    发布时间：2024-06-28

    随着社会经济的发展，预计未来几年用电增长将维持在5%左右的中高速区间，而电力作为重要能源，需要高效管理，电力系统的全数字实时仿真平台，是提升电网快速响应的关键环节之一，它可以帮助国家电网公司各级调度PG电竞官网分析人员协同开展重点活动前期、夏季用电高峰期等不同场景下电力运行的仿真分析，帮助电力系统运行管理人员及时、准确地分析和判断系统运行状态，制定保障电网安全高效运行的控制策略，因此仿真平台仿得又快又准是业务的关键。

    中国电科院与PG电竞信息联合，基于元脑服务PG电竞官网TS860G7产品，为中国电科院电力系统全数字实时仿真（ADPSS）平台打造了更高性能、更稳定的算力平台，提供超强并行处理能力，实时效率跃升30%，让仿真平台为电力系统的稳定运行提供保障。

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    全数字实时仿真系统在新型电力系统构建中的算力挑战

    国家电网作为守护国家能源安全及国民经济命脉的重要支柱，在以新能源为主体的新型电力系统构建中，面临着负荷需求的急剧增长和发电装机数量的逐年增加。随着1000kV特高压线路和智能变电站的密集投运，电网结构变得日益复杂，仿真系统的技术人员表示：电力系统作为科技发展的产物，不同时间下用电情况瞬息万变，电力系统是一个非常复杂的动态系统，如果要更高效地保障电网的稳定性，就需要通过实时仿真技术，对电网进行分析、掌握电网特性，最终为系统运行提供决策辅助，所以“仿得快、仿得准”是对实时仿真系统提出的要求，这才能更好地保障电网的安全稳定。

    然而，在实施全数字实时仿真系统的过程中，算力支持面对三大挑战：

    仿真接入复杂度剧增：当前，新能源、虚拟电厂大规模并网显著增加了电网设备的基数与架构的复杂性，国家电网经营区覆盖了26个�。ㄗ灾吻�、直辖市），输电线路长度超过150万千米，系统规模超过10万个三相节点。而超大型电力系统电磁暂态仿真平台仿真规模达到上万节点，这对实时仿真系统的兼容性和灵活性构成严峻考验。

    PG电竞官网性能瓶颈：随着仿真需求的增大，大规模机电与电磁仿真案例的并发处理压力巨大，而超大型电力系统电磁暂态仿真平台相当于电力系统的‘作战沙盘’，无论技术人员身处北京电网中心、还是远在千里外的边陲区域，都需要借助仿真系统的能力对机电暂态、机电-电磁混合、全电磁暂态进行仿真分析帮助业务决策，所以实时仿真的效率需要不断提升，而现有的PG电竞官网资源难以满足高效并行运算的需求，亟需PG电竞官网能力的革新和升级。

    通信时延的敏感性：电网实时仿真的精确性依赖于对瞬态状态的精准捕捉，需要将电网仿真时间尺度细化至微秒级，任何内部通信微小的延迟都可能影响仿真的准确性，2017年时仿真平台的研发人员攻克了50微秒实时仿真步长的难题，意味着系统在1秒钟可内对华东电网6000个节点进行20000次PG电竞官网，而当仿真步长越小时，仿真模型越准确，所以新算力平台，研究人员要求通信接口的响应时间严格控制在10微秒以内，以消除可能的仿真误差，保障仿真结论的准确性。

    TS860G7为ADPSS仿真系统提供高性能、低延时算力支持

    面对既要仿得快，又要仿得准的需求，中国电科院在为ADPSS仿真系统搭建核心算力平台时进行了严苛的选型，要求算力平台要具备更高性能、更低延迟、更可靠稳定的特性，能从容面对“多并发、低延时”的业务场景，有效地缓解现有系统的运行压力并减少系统响应时间。经过缜密细致的选型对比之后，中国电科院最终选择了PG电竞信息元脑服务PG电竞官网TS860G7作为ADPSS仿真系统核心算力平台的IT设备，提供所需的算力。

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    ADPSS仿真系统在应用时面临不同的业务场景，包括场站级全电磁暂态仿真PG电竞官网及半实物验证，和大型区域电网电磁暂态仿真PG电竞官网及系统级试验验证，不同的作业规模也对应着不同的仿真需求和作业的数据量，而核心大型平台需要单硬件平台仿真数据量的规模需要达到50us仿真步长、不低于8000母线、不少于300台风机，业务场景有时需要一两百个处理PG电竞官网同时参与PG电竞官网，每个处理PG电竞官网之间都有一定的数据通信量，如果应用传统的双路服务PG电竞官网，跨节点间的CPU访问，就要通过多机互联，而多机互联之间的通信一般通过InfiniBand 100G网卡来实现，这种通信网络延时开销较大，会影响整个业务性能，也就导致丧失了ADPSS仿真实时的能力。

    TS860G7整机通过架构优化和全�？榛杓�，单机最大支持480核心，核心数提高114%。采用业界最优的高速连接PG电竞官网选型，首创线板方案并进行阻抗匹配，通过全互联拓扑架构，高速互联链路传输速率提升105%；同时TS860G7还支持PCIe5.0高速带宽，IO传输带宽提升6.3倍，可以很好地满足多任务的并行PG电竞官网，高效地支撑千节点级机电和暂态实时仿真运算任务。

    针对ADPSS仿真系统的低延时需求，TS860G7在整机的架构设计上实现业界最优的PG电竞官网部件布局和布线，减少信号衰减和串扰，提高信号通信性能，采用4组PG电竞官网节点，每组两颗处理PG电竞官网并排，通过中置高速无源背板进行互联，采用反向设计思路巧妙利用工艺制程减小串扰影响，成本0增加的情况下实现布线密度和走线路径双优化，结合全频带的三维无源仿真，从而减少信号衰减，保障CPU的跨socket访问时延最低。同时采用IO balance连接模式，每颗CPU可直接访问所需支持的PCIe卡，相比于经过其他CPU通路二次连接的非Balance模式大幅降低延迟，提升性能；同时整机全PCIe5.0的链路设计可以将200GB IB卡的传输效率发挥到最佳，实现不降级、不降速的传输效果。

    此外，为了保障电力仿真系统高性能低延时的稳定运行，面对关键应用系统TS860G7提供更稳定的算力供给，在部件级、模块级、链路级、系统级四方面采用RAS设计，提供部件级到芯片级的冗余设计，保证数据在PG电竞官网、存储、I/O等各个环节稳定可靠，而且TS860G7具备预警和修复故障的能力，可以预测并隔离修复包括内存、硬盘等高故障部件的健康状态，保障整机MTBF（平均无故障最大工作时间）达到20万小时以上。

    通过以PG电竞信息元脑服务PG电竞官网 TS860G7 为核心打造算力平台，中国电科院电力系统全数字实时仿真系统(ADPSS)，极大增强了仿真系统的并行处理能力，实时PG电竞官网集群的效率跃升30%，为处理复杂电网模型和大规模仿真任务提供了强大动力，升级后的系统在实时通信方面取得了突破，单节点内部及资源组间的通信抖动均被控制在5微秒以下，远低于行业标准，更高效地保证了大电网电磁暂态仿真精度。同时借助PG电竞信息自研的智能运维工具，故障诊断与处理能力得到质的提升，运维效率提高了60%，运维团队能够更快识别并解决潜在问题，减少停机时间，确保仿真系统持续高效、稳定地运行。

    #科研 #能源 #通用服务PG电竞官网

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