自研超算平台助力新型电力系统

近年来，随着5G、人工智能等新技术的快速普及应用，数据存储、计算、传输和应用的需求大幅提升，数据中心已成为支撑各行业“上云用数赋智”的重要新型基础设施。电力行业始终跟随时代步伐，加快数字技术的应用。今年5月，国家发展和改革委员会与中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，提出在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏建设全国算力网络国家枢纽节点，启动实施“东数西算”工程，构建国家算力网络体系。为此，贵州电网公司扛起中央企业创新主力军的责任，计划开展为期三年的自主可控超算平台服务体系研究，以迎接全国能源行业全面深化改革的关键期。

势在必行

南方电网公司提出“应用新一代数字技术对传统电网进行数字化改造，以数据流引领和优化能量流、业务流”，“全面建成一体化电网运行智能系统，以数据模型算法赋能电力供应，形成强大的‘电力+算力’，驱动大规模可再生能源协同优化调度”等措施。随着“配网计算”“数字孪生”“知识图谱计算”等关键数字应用对管控精度和时效性的不断提升，算力需求呈指数级增加，传统的数据中心建设模式和技术架构已无法适应未来需求，而自主可控超算平台以融合架构计算系统为平台，以数据为资源，能够以强大算力驱动模型对数据进行深度加工，源源不断地产生各种智能计算服务，并通过网络以云服务形式向电网内部及外部提供高算力资源供应，为新型电力系统下的“数字南网”建设提供技术支撑，助力新型电力系统发展。此外，自主可控超算平台是国家战略安全和产业转型升级的必由之路，将解决超算领域自主可控的难题。

2020年，我国能源消费产生的二氧化碳排放占总排放量的88%左右，电力行业碳排放占能源行业碳排放总量的42.5%左右，电力作为我国碳排放占比最大的单一行业，减排效果对实现“双碳”目标至关重要。相较于传统电力系统，新型电力系统以新能源为主体，具有绿色高效、柔性开放、数字赋能的特色，可大力提升新能源消纳和存储能力。自主可控超算平台服务体系建设可带动新型电力系统发展，以“算力”助力“电力”，为分布式新能源的预测、气象资源对新能源设备状态和运行状态影响的评估等高计算要求场景提供算力支持。

零的突破

作为符合国家自主可控战略要求和南方电网公司重大战略需求的国家科技前沿课题，此次研究主要包括三个方面的内容：一是面向电力行业的超算平台体系结构、基础硬件研究及环境搭建；二是面向电力行业的超算应用适配；三是面向电力行业的超算平台的运维部署经济性评价体系研究。这也是首次研究面向电网行业应用的超算体系结构，其中在多类型电力应用的超算柔性体系结构方法、面向电网应用的超算自主容错技术等方面都是行业首创；此外，项目还需突破面向电力行业的国产自主可控超算平台体系、基础软件、电力业务应用部署规范及应用部署评价体系等关键问题。

开展面向电力行业的国产自主可控超算平台体系结构的研究，需先对超算平台上自主可控基础软件展开研究，再基于国产自主可控技术，搭建一套面向电力行业的国产自主可控超算平台，作为基础设施环境，为应用开发和适配提供一个验证性、演示性的硬件支撑环境，并据此形成一套在ARM架构的国产自主可控超算平台上部署电力应用的规范和方法；通过对电力业务应用的多维度分析，建立一套评价标准体系，以此来评定哪些电力业务应用可以部署在超算平台上，提升综合经济效益。最终为今后电力业务应用部署在基于ARM架构上的国产自主可控超算中心提供指导。

研究展望

随着诸如“配网计算”“数字孪生”“知识图谱计算”等关键场景、关键数字应用对管控精度和时效性的不断提升，算力需求呈指数级增加。传统的数据中心建设模式和技术架构在面向未来的算力需求下已经无法适应。基于国家级超级计算中心延伸的地区级智能超算中心和新型数据中心将逐步替代传统数据中心，在数字电网大规模、高并发、高响应的需求驱动下成为面向未来的新型算力基础设施。

现有数字应用是建立在X86架构体系之上的，随着国家自主可控的要求，各型各类的业务应用，需要移植部署在ARM架构的国产自主可控超算平台上。在超算平台服务体系研究中，贵州电网公司将不断通过对电力业务应用的多维度分析，建立一套评价标准体系，以此来评定哪些电力业务应用可以部署在超算平台上，提升综合经济效益。最终为今后电力业务应用部署在基于ARM架构上的国产自主可控超算中心提供指导。

(作者龙玉江 为贵州电网公司信息中心运行维护部总经理)