貴州電網：數字化賦能“東數西算”

隨著5G、人工智能，大數據等新技術的快速普及應用，數據存儲、計算、傳輸和應用的需求大幅提升，超算平臺已成為支撐各行業大規模應用落地的重要新型基礎設施。2022年2月，國家發展改革委、中央網信辦、工業和信息化部、國家能源局聯合印發通知，同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節點，并規劃了10個國家數據中心集群。
至此，全國一體化大數據中心體系完成總體布局設計，東數西算工程正式全面啟動，構建國家算力網絡體系。在此背景下，貴州電網公司扛起中央企業創新主力軍的責任，始終跟隨時代步伐，布局面向電力行業的超算領域研究，進行了為期三年的自主可控超算平臺服務體系研究，以迎接全國能源行業全面深化改革的關鍵期。
迫切需要
據悉，南方電網公司提出“應用新一代數字技術對傳統電網進行數字化改造，以數據流引領和優化能量流、業務流”，“全面建成一體化電網運行智能系統，以數據模型算法賦能電力供應，形成強大的‘電力+算力’，驅動大規模可再生能源協同優化調度”等措施。
隨著關鍵數字技術“配網計算”“數字孿生”“知識圖譜計算”等關鍵數字應用對管控精度和時效性，準確性的不斷提升，算力需求呈指數級增加，傳統的數據中心建設模式和技術架構已無法適應未來電力行業應用需求，而自主可控超算平臺以融合架構計算系統為平臺，以數據為資源，以超算技術為手段，能夠以強大算力驅動模型對數據進行深度加工，提高運算效率，源源不斷地產生各種智能計算服務，并通過網絡以云服務形式向電網內部及外部提供高算力資源供應，為新型電力系統下的“數字南網”建設提供堅實技術支持，助力新型電力系統發展。
此外，自主可控超算平臺是國家戰略安全和產業轉型升級的必由之路，將解決超算領域自主可控的難題。
近年來，我國能源消費產生的二氧化碳排放占總排放量的88%左右，電力行業碳排放占能源行業碳排放總量的42.5%左右，電力作為我國碳排放占比最大的單一行業，實現“雙碳”目標，能源是主戰場，電力是主力軍，新型電力系統則是其中的關鍵載體。相較于傳統電力系統，新型電力系統以新能源為主體，具有綠色高效、柔性開放、數字賦能的特色，可大力提升新能源消納和存儲能力。自主可控超算平臺服務體系建設可帶動新型電力系統發展，以“算力”助力“電力”，為分布式新能源的預測、功率預測、氣象資源對新能源設備狀態和運行狀態影響的評估等高計算算力要求場景提供算力支持。
創新突破
作為符合國家自主可控戰略要求和南方電網公司重大戰略需求的國家科技前沿課題，2023年貴州電網公司信息中心落地了全國首個面向電力行業的國產ARM架構的超算平臺，整個平臺主要包括三個方面的內容：一是面向電力行業的超算平臺體系結構、基礎硬件研究及環境搭建；二是面向電力行業的超算應用適配；三是面向電力行業的超算平臺的運維部署經濟性評價體系研究。
這也是首次研究面向電網行業應用的超算體系結構，其中在多類型電力應用的超算柔性體系結構方法、面向電網應用的超算自主容錯技術等方面都是行業首創。
此外，項目還突破面向電力行業的國產自主可控超算平臺體系、基礎軟件、電力業務應用部署規范及應用部署評價體系等關鍵問題。
建設進展
隨著諸如“配網計算”“數字孿生”“知識圖譜計算”等關鍵場景等應用對精度和時效性的不斷提升，算力需求呈指數級增加。傳統的數據中心建設模式和技術架構在面向未來的算力需求下已經無法適應。貴州電網公司信息中心將“數字孿生”場景移植到ARM架構的超算平臺運行，與原有X86運行平臺相比，主要功能運行速度提升45倍，有效促進了數字孿生應用的運行效率和實際應用。
同時，現有數字應用是建立在X86架構體系，隨著自主可控的要求，各類型業務應用需要遷移至國產ARM架構上。貴州電網公司信息中心在超算平臺服務體系研究中，通過對電力業務應用的多維度分析，建立了一套評價標準體系，以此來評定哪些電力業務應用可以部署在超算平臺上，提升綜合經濟效益，并為今后電力業務應用部署在基于ARM架構上的國產自主可控超算中心提供了指導。
作者：張秀云