好品山东 | 济南这家企业历时7年攻克电力系统仿真技术难题，打破国外绝对垄断

记者：郭由 满倩倩 编辑：赵洪栋

大众网·海报新闻记者 满倩倩 郭由 济南报道

举世瞩目的2022北京冬奥会和冬残奥会落下帷幕后，山东济南有一家企业收到了国网北京市电力公司、国网冀北电力公司张家口供电公司、国网天津电力公司相关部门发来的感谢信，感谢其为冬奥保电所做出的重要贡献。

这家企业，就是今年3月入首批“好品山东”品牌名单的积成电子股份有限公司（下文简称积成电子）。说起积成电子，或许很多人会感到陌生，但是一提到家家户户用的水表、电表、燃气表，大家就会惊叹，“原来积成电子的产品无处不在！”

积成电子的“厉害”可不只如此。4月7日，大众网·海报新闻记者走进这家企业，深入了解积成电子的崛起之路。

积成电子股份有限公司总经理严中华接受记者采访。

覆盖电水气热“全能源领域”解决方案的服务商

在积成电子的产品展厅，公司总经理严中华介绍说，积成电子是我国最早从事电力系统自动化的企业之一，起源于上世纪80年，发展已近40年，可以说是与我国电力系统自动化一路同行。

严中华用“无心插柳”来形容企业的诞生。1984年，积成电子早期的创业团队都是山东大学的教师，除了“传道、授业、解惑”，他们凭着知识分子对新生事物的强烈求知欲，以及“在实践中发展电子学科”的朴素想法，响应国家“科学技术要为国家经济建设服务”的号召，以“星期天工程师”的方式，为济南供电局开发了国内第一套基于通用微机的电力调度自动化系统，开创了行业的先河。

创新实践让象牙塔里的教师们体会到知识转化为生产力的强大能量。1994年，积成电子以股份合作制的模式在济南高新区注册成立，建立以市场为导向、科技创新为本、员工持股的运营机制，专业从事电力系统自动化产品的产业化推广，向规范化发展。在业内先后首创实现基于Windows NT技术的电力系统自动化应用，首创实现电力设备基于IEC61850规范的互联互操作实用化，产品荣获国家科技进步二等奖。

2000年，积成电子改制为股份有限公司，在国内率先研制出直读式智能水表、智能燃气表，成为国内直读式自动抄表技术的倡导者、行业标准的制定者。

2010年1月，积成电子首次发行股票并在深交所中小板上市。2013年12月，占地308亩、一期工程6万平方米建筑面积的生产、办公场所投入使用，企业迎来了发展的又一春天，踏上了继续创新发展、二次创业的新征程。上市以来，积成电子积极推进产业布局，内生性增长与外延式扩展并举，经营业绩高速增长，年产值由上市之初的3亿元发展到2019年的22亿元。

近年来，积成电子率先在业内开始了新旧动能转换、转型升级的探索实践，在智能电网、智慧市政领域持续稳健发展的基础上，逐步扩展到智慧交通、信息安全、能源互联网及综合能源服务等领域，科技创新成果持续不断产出，超过80%的科研成果达到国际先进及以上水准。目前公司拥有积成能源、积成软件、青岛积成等10余家全资或控股子公司，主要产品遍布全国31个省（直辖市/自治区）的300多个地市，部分产品出口到新加坡、泰国、印度等国家。

“积文明之精华，成高科技之大业。用一句话来形容，我们就是为国家的电、水、气、热等重大基础设施提供安全、可靠、经济运行的数字化系统和产品的企业。”严中华告诉记者，“现在我们的主打产品已经发展到了第七代，形成了以电力系统自动化为核心的能源互联网领域、以智慧城市为基础的智慧公用事业和以工业控制为基础的网络空间安全三大领域，覆盖全能源领域的解决方案。”

大规模电网通用电磁暂态仿真平台打破国外绝对垄断

众所周知，电力系统是最复杂的人造动态系统，与交通、水利、油气等系统相比，电能传输速度极快（光速传输），发电、输电、用电实时动态平衡，没有与停车场、水库、油罐等对应的存储环节。如何准确掌握电网动态特性，保持稳定运行，是重大难题。

记者了解到，在直流输电和新能源发电大规模发展之前，国内外均采用机电暂态数字仿真工具研究大电网安全稳定问题，支撑实际电网安全运行和协调控制。当大量直流电源和新能源电源接入电网后，人们开始认识到，机电暂态仿真方法无法准确模拟这些含电力电子器件设备的响应和控制特性，必须使用电磁暂态仿真方法。

打个比方，研究电网运行机理时，机电暂态仿真就像放大镜，电磁暂态仿真就像显微镜，放大镜看得快但是不如显微镜看得仔细。然而，电磁暂态仿真步长小，速度慢，建模极其复杂，之前用于仿真局部电网和具体工程，根本无法仿真较大规模的实际电网。于是，在准确地仿真大电网安全稳定性和控制特性方面，出现了仿不了、仿不准、仿不快的世界级难题。

随着我国交直流混联电网的规模不断扩大，电力系统电力电子化程度日益加深，新能源发电占比逐渐升高，电网的特性变得非常复杂，国际相关技术及经验也难以满足我国电网的实际需求。在这种形势下，我国迫切需要对新形态电力系统进行仿真和分析。

积成电子抢抓机遇，提前预判，历时7年，自主研发出大规模电网通用电磁暂态仿真平台（简称GTS平台），解决了全电磁暂态仿真计算效率低、仿真规模受限和建模过程繁琐、仿真平台建设成本高昂等问题，实现了复杂大电网高效便捷的全电磁暂态仿真分析，并且打破了电磁暂态仿真领域国外厂家的垄断地位。目前已经在南网电科院及国家电网公司多家省级电科院成功应用。

“由于我国电网规模非常大，而大规模的电磁暂态仿真技术长久以来一直被国外垄断。”积成电子电网自动化事业部总工张东院介绍说，“目前国家电网整个高压的电网节点数目将近5万个节点，南方电网将近2万个节点，但是我们研发的GTS平台，单台设备最大仿真规模达到了7万个节点，相当于把整个国家电网模型放到这个系统里来都可以仿真，这在以前是不可想象的。”

积成电子抢抓机遇，提前预判，历时7年，自主研发出大规模电网通用电磁暂态仿真平台。

据了解，该研究成果大幅提高了大规模交直流混联系统的全电磁暂态仿真速度，计算规模可达数万条母线及数千台发电机，满足实际复杂大电网的仿真规模需求，具备超实时仿真分析能力，对我国大规模电网的安全运行具有十分重要的意义，技术水平在国际上处于领先地位。

张东院表示，“GTS平台系统在相同精度下比国外同类产品的仿真效率提升2-3个数量级，国外系统仿真15个小时，我们在几分钟内就能完成，这是一个非常大的跨越。无论是仿真规模、仿真效率还是仿真精度上，在国际上都处于领先地位。”

“作为一家民营企业，坚持用十年的时间开展这种基础性的研究，困难可想而知。”张东院坦言，“如今产品研发还面临着人才吸引和市场推广的难题。距离远期目标，比如实现实时仿真的‘天花板’也就是硬件在环仿真技术，也还有很长一段路要走。因为做完平台还要做应用，实时仿真之后还要做数字孪生、人工智能，这是我们未来努力的方向。”