联想电力解决方案

1. 联想电力解决方案之战略

1.1 核心价值

电力安全稳定运行是电力最核心的价值，联想IT基础架构为其提供了完整的产品链和服务体系;国家电网公司安全稳定运行30多年，没有发生重大事故，这与中国科学院电科院提供全面稳定运行支撑技术密不可分。

联想与中国电科院战略合作，强强联手。基于电网核心价值，构建了系列电力解决方案，为电力安全稳定运行保驾护航。把电力系统看成一个人体，电力安全稳定运行的应用软件则是电力系统的大脑，联想提供的IT基础架构就是整套应用系统运行的基石。基石稳如磐石，电力核心应用软件运行稳如磐石，则电网安全稳定则稳如磐石，这就是联想电力解决方案之道!

1.2 方案简介

联想在IT基础架构方面一直专注于存储、高密度服务器、PC服务器，图形工作站，以及用户终端等。针对电力方面，联想更是投入大量人员研发高密度服务器。电力系统应用的运行往往需要大量的计算服务，对服务器的计算要求很高，而联想的高密度服务器则很好的满足了这些需求。

目前与中国电科院在电网安全稳定运行的应用领域推出系列解决方案。有力支撑了电网的稳定运行。其主要电力解决方案见下表(表一)：

表一： 联想电力解决方案简介

1.3 方案作用

联想电力解决方案是一个整体，每一个子解决方案能够独立存在，并在某一领域发挥其作用，用户也可以统一建议，四个子解决方案整体解决电力安全稳定运行存在的各种不稳定因素。其解决方案在电力行业发挥重要作用，是当今电力行业不可或缺的核心应用。见下图1-1,

图1-1 联想电力解决方案的整体系统架构图

从上图，依托联想IT基础架构，四大子系统解决方案部署在其中。IT基础架构可以整体考虑，通过硬件共享，可以节约整体硬件采购成本，而且节省后续运维成本。四大子系统即相互独立，又相互支撑：

联想系统规划平台解决方案，为电力规划业务提供核心算法和友好的使用体验，能够把电网安全问题在规划第一步做到整体剔除。解决电网最优规划问题。

联想安全稳定分析解决方案，可以把电网安全从离线、在线、未来态做统一考虑，把影响电网安全稳定因素进一步剔除，保证电网稳定运行在可控范围内。及时发现偶然事故，对于将会出现影响电网稳定问题，可以及时预警，并最先给出电网稳定的决策条件。

联想虚拟仿真实验室解决方案，可以检测所有入网设备，以及进行电网事故预演和反演分析，进一步剔除影响电网安全稳定因素。而且为电网调度人员提供了可以对真实电网进行操作的演练平台，可以当作电网分析的参谋室，可以做任何事故的预演分析，极大提高电网驾御能力，从而提高电网稳定运行的能力。

联想沙盘推演系统解决方案，是一种提高电网分析手段的工具平台和操作平台，沙盘推演系统相当于给上述三大解决方案准备了一种新型重武器装备，可以给上述三大解决方案提供互动操作的手段。尤其是借助联想可触摸屏的技术，极大提高了系统应用的互动性和操作性。

1.4 方案服务

由于整体方案包括软件+硬件+服务，并且涵盖了实施部署、电话支持和后续延保等内容，所以对服务进行如下详细的说明:

1. 联想原厂工程师上门首次安装部署，包括硬件上架安装、操作系统及系统平台安装。

2. 联想原厂3年ThinkServer服务器原厂硬件保修，3年故障硬盘免回收服务。

3. 联想原厂服务器三年7*24带备件上门服务。

4. 联想原厂工程师上门配置VMWare虚拟化软件，并且提供SCO UNIX HA配置服务。

1.5 方案优势

采用了联想为用户度身定制的电力系统解决方案后，全新的高密度服务器系统在空间优势、管理性、可靠性、高性能方面都与传统计算节点有了很好的提升。具有以下的方案优势：

1.联想的ThinkServer服务器以其可靠的品质、优越的性能、很好的兼容性为用户提供了新业务的统一、易管理硬件平台。

2.经过严格的测试，能够应对各种使用环境和要求，从而保证了高性能的云仿真、云计算、电力规划等等高性能计算要求。

3.通过订制化的专业服务和专业的服务团队，从而保证客户系统的安全稳定运行。

4.联想凭借着强大的专业工程师团队，为用户量身定制的软硬件维护服务，为用户解决了燃眉之急，用户的新业务上线完全没有了后顾之忧。

5.通过虚拟化的手段，提高了服务器的利用率，能耗、管理、空间上都得到很大的简化，为用户云计算中心的搭建打下了坚实的基础。

2. 联想电力系统规划平台解决方案

2.1 主要功能

根据电力系统规划部门工作特点为电网规划分析提供智能化的高效图形化分析平台。充分利用网络技术、数据库技术、可视化技术、面向对象的编程技术等新兴计算机软件技术，形成结构合理、界面友好、处理灵活、模型全面的电网规划软件平台。将规划人员从目前繁琐、枯燥、非标准化的、易出错的手工数据录入中解放出来，将注意力专注于电网规划方案的研究，很大程度上提高电网规划的科学性、可靠性和工作效率。

2.2 系统结构

电力规划平台系统结构如下图2-1所示：

图2-1电力规划平台结构图

支持在线数据接入计算数据，同时能对规划、年度方式、调度运行、事故分析等各类稳定计算数据进行动态过程分析和稳定状况综合评估，提供通用的综合仿真计算服务。见下图2-2

图2-2联想规划平台拓扑图

2.3 系统特点

l 系统设计了友好的用户界面，用户可以方便的导入基础网架数据、搭建规划电网、编辑电网参数。

l 采用简化的矢量地理背景图，美观、实用。

l 根据电压等级分层显示电力元件，系统结构清晰明了。

l 已输变电工程方式管理规划数据，可有选择的组合各输变电工程，搭建各种研究方案。

l 使用典型参数库简化了各种元件参数录入。

l 使用厂站模版库简化了电厂、变电站搭建。

l 优化触摸屏操作，系统演示更方便。

系统主界面展示效果图2-3：

图2-3联想规划平台的界面效果图

2.4 联想基石

3. 联想电力沙盘推演系统解决方案

3.1 主要功能

电力系统沙盘推演系统(Power Grid Digital Sand-table Analysis and Training System)，基于传统稳定分析计算软件，吸取全数字仿真以及安全评估的先进技术，基于统一的数据中心实现各种运行方式的智能制定以及自动化综合评估，为电力系统安全稳定计算提供高效智能化的分析平台，从而为调度大值班、规划运行、未来态电网评估等工作提供通用的研究计算支持。

电力系统沙盘推演系统将传统的电力系统分析计算软件提升为一种互动直观快捷的研究工具，给用户提供一种上手容易、趣味性强、交互性好、使用方便的电力系统分析计算方式。

3.2 系统结构

沙盘推演系统的结构示意图如下图3-1所示：

3.3 系统特点

l 电网分析与动态安全评估相结合，大大提高了电网运行方式制定以及电网安全分析工作效率。

l 基于分布式计算平台进行快速全面的动态安全评估计算。

l 基于全数字仿真装置(ADPSS)进行快速暂稳仿真以及机电/电磁混合仿真。

l 基于在线数据接口快速构建沙盘推演的数据模型，数据真实逼真。

l 形象生动的可视化“沙盘”展示技术。提供显示器、大屏幕系统、大/小尺寸触摸屏等多类展示和交互手段，实现运行方式设定等操作的互动化、电网仿真及安全评估结果的可视化。

l 提供便捷的推演方案管理和推演过程记录功能，建立运行方式库和评估结果库，用于后期的各种分析计算和数据挖掘。

3.4 联想基石

4. 联想电力安全稳定分析解决方案

4.1 方案简介

紧跟电力系统分析和信息技术的最新研究成果，联想与中国电科院在电力系统自动化领域多年的研发积累和技术优势，通过梳理电力调度中心相关部门的业务流程和数据流程，以电力部门相关技术标准和功能规范为指导，结合智能电网调度技术支持系统的工程建设，予以研发实施。

本解决方案以分布式并行计算平台和在线数据整合为基础支撑技术，集成了电力系统分析国内主流软件(PSASP、PSD-BPA)的强大计算功能，解决了跨区互联电网安全稳定分析、调度辅助决策、安全运行监测和防御等方面的关键技术问题，具备了大型互联电网运行状态实时动态仿真跟踪、稳定评估预警和决策支持工程应用的条件，为电网的安全稳定运行和电力调度运行的智能化深度应用奠定了重要技术基础。

本解决方案包括在线动态安全评估系统、离线动态安全评估系统和调度计划安全校核系统三部分。功能定位分别面向各级调度中心运行方式、调度自动化和调度计划部门的实际业务需求。技术路线围绕分布式一体化共享的信息支撑、多维协调的安全防御、精细优化的调度计划校核技术展开，旨在为各级电力调度中心提供完整的智能电网调度技术支持手段，实现敏锐的全景化前瞻预警、优化的自适应自动调整、多维的全局观协调控制和统筹的精细化调度计划校核。

上述三部分在并行计算平台应用和安全稳定分析手段方面具有技术共性，不同之处在于数据来源和面向应用的任务调度策略，三者关系，见图4-1所未。

在实现功能上，适应调度运行大值班的需要，在解决运行方式海量计算瓶颈问题的基础上，将电网运行计算分析等后台支撑业务向电网实时运行监控延伸，实现了各级调度一体化的电网实时监视、分析、决策和控制;进一步的，把针对当前运行状态的预警功能拓展到超短期、电网操作前和日、周计划的滚动安全校核，实现了安全稳定多周期的综合全面评估和快速预警，提高了电网运行的预防、预控和应急处置能力。此外，通过建立的在线、离线系统数据交互和互访机制，实现了电力调度中心整体分析水平和工作效率的提升。

4.2 系统结构

联想电力安全稳定解决方案计算量很大，联想高密度服务器很好的满足了其要求，见图4-2.

图4-2联想电力安全稳定分析解决方案硬件框架图

4.3 系统特点

l 实现了电力系统安全稳定分析在线、离线一体化设计方案。

l 实现了万节点级在线潮流和数据整合，解决了跨区电网在线模型数据交换和处理的技术难题。

l 实现了调度中心计算任务的并行计算(包括暂态稳定、小干扰、电压稳定等)，将电力系统稳定分析稳定计算的速度提高了数百倍。

l 实现了系统失稳后有效的调度辅助决策，能够改变以人工经验调度为主要手段的电网运行方式安排模式，提升电网调度的智能化水平，为电网运行方式分析及预防控制预案的制定提供重要的技术支撑。

l 实现了单潮流多断面稳定极限同时计算的在线稳定裕度评估计算，采用并行算法，实现了考虑各个断面互相动态约束关系的在线稳定裕度算法。

l 提出了小干扰分析与WAMS检测结合的低频振荡综合预警方法，将二者结果进行匹配，实现用小扰动程序具体到机组的详细分析结果补充WAMS低频振荡分析结果。

4.4 联想基石

5. 联想电力虚拟仿真实验室解决方案

5.1 方案简介

联想电力虚拟仿真实验室解决方案其核心技术是电网全数字实时仿真装置，也称为电力系统全数字仿真装置(Advanced Digital Power System Simulator，ADPSS)，是由中国电力科学研究院研发的基于高性能PC机群的全数字仿真系统。该仿真系统利用机群的多节点结构和高速本地通讯网络，采用网络并行计算技术对计算任务进行分解，并对进程进行实时和同步控制，实现了大规模复杂交直流电力系统机电暂态和电磁暂态的实时和超实时仿真以及外接物理装置试验。

联想电力虚拟仿真实验室解决方案实际是三个独立实验室构建而成，这三个实验室既可以单独存在，又可以相互支持一起存在，相辅相成。如下图5-1：

实验室一：以ADPSS为核心构建仿真试验与科研平台。

即全数字实时仿真实验室，可以提供电力系统仿真分析和试验平台。利用该仿真系统，可以进行1000台机， 10000个以上节点的大系统交直流电力系统机电暂态仿真以及机电、电磁暂态混合仿真研究，可接入继电保护、安全自动装置、FACTS控制装置以及直流输电控制装置等实际物理装置进行闭环仿真试验，可接入MATLAB等商用软件进行局部和子任务计算，接入用户自定义模型以完成用户指定功能和任务。如图5-2

图5-2 全数字仿真电网实验室

实验室二：以ADPSS为核心，构建仿真教学与培训平台

新型电力教学综合仿真平台是建立在中国电力科学研究院研发的ADPSS之上的综合应用系统。此平台继承了电网全数字实时仿真系统的优点和特点，如：精确的电网模型，仿真计算精度高、速度快，扩展性和兼容性好，可以接入实物系统和其它的仿真模型(如：MATLAB、SIMULINK模型)等，同时，综合平台提供了各种教学、研究、试验和训练工具和手段，满足各种应用目的的需求。

同时，系统又扩展了专业应用，提供了面向大电网运行的以机电暂态、中长期一体化为基础的系统，面向传统变电站和智能变电站的系统，面向电力电子设

备的研究的系统等多种具有针对性的专业子系统和相关的专业模型，为用户的专业化应用构建了专业研究环境，并具有用户自定义扩展功能。见图5-3,

图5-3 仿真教学与培训平台功能框架图

图5-4 仿真教学与培训平台一硬件拓扑图

实验室三：以ADPSS为核心，构建基于3D组态教学仿真实验平台

基于3D组态教学仿真实验平台，是以大学本科教学实验的科目和内容和各网省培训中心部分实训课程为基础，开发组态化3D ADPSS模型，使得ADPSS模型能够以实时数字仿真的形式完成教学实验的调试、控制和测量等内容;开发虚拟现实界面，以三维实景的模式在计算机屏幕上再现目前的教学实验设备和系统，这些实验设备和系统更加真实地展现电力设备和电力系统的实际情况。

另外 ，组态化三维教学仿真试验平台解决了学校跨区共建实验室的困难，学生和老师可以在任何一个地方进行实验室环境搭建和做试验。见图5-5

图5-5 三维电力教学仿真平台

5.2 系统结构

图5-6 电力虚拟仿真实验室解决方案

5.3 系统特点

l 可实现超大规模电网计算，超过10000节点以上电网的仿真规模。

l 全方位为电力培训中心、科研单位以及高校构架虚拟仿真平台。

l 实现机电-电磁混合仿真，即兼顾电网仿真规模，又具备电网精度要求，技术全球领先。

l 仿真培训平台基于ADPSS算法，其准确性和真实性比一般培训平台要好很多。