行业概述 - 电力系统仿真通过数学模型与计算机技术模拟电力系统的运行状态、动态行为及规划设计过程，核心目标包括验证理论模型、测试控制策略、评估故障影响、优化系统设计及支撑运行培训等 [2] - 该技术通过虚拟环境替代实际系统，实现安全、高效的分析验证，广泛应用于电网规划、运行优化、新能源并网、故障诊断及人员培训等领域 [2] - 按时间尺度分类，电力系统仿真主要分为电磁暂态仿真、机电暂态仿真、中长期动态仿真三大类 [2] 发展历程 - 中国电力系统仿真技术发展始于1950-70年代的探索与初步应用，以清华大学的早期实验室和国内首台火电机组仿真系统为标志 [4] - 1980-90年代进入标准化与能力建设期，国家层面建立仿真校核制度与标准，并启动全数字实时仿真（如ADPSS）的研发 [4] - 2000-2010年代实现国产化与重大突破，以中国电科院ADPSS为代表，攻克了万节点级电网混合仿真和微秒级实时仿真等技术，有力支撑了特高压等重大工程 [4] - 2020年代至今，技术已进入全球领先阶段，国产平台成功解决了高比例新能源电网“仿不准、仿不快”的世界难题，实现了十万节点级的微秒级仿真，建模效率实现从“月”到“十分钟”的跃升，并前瞻性地探索量子计算等前沿技术 [4] 产业链 - 行业产业链上游主要包括计算芯片、服务器、工业软件、仿真器、操作系统、数据库、数学模型库等基础硬件与软件 [5] - 产业链中游为电力系统仿真系统开发与集成环节 [5] - 产业链下游主要应用于电网企业、发电企业、科研机构、高校等领域 [5] 市场规模 - 2024年，中国电力系统仿真行业市场规模约为3.01亿元，同比增长10.26% [1][7] 发展驱动力 - 行业发展由“双碳”目标下构建新型电力系统的紧迫需求直接驱动 [1][7] - 2025年1-11月，中国发电量为88567亿千瓦时，同比增长3.36%，风电、光伏等新能源装机容量的高速扩张是主要增量贡献来源 [7] - 新能源出力的随机性、波动性与间歇性，使得电力系统运行极为复杂，为确保电能稳定，电力系统仿真必须实现可预测、可推演、可寻优三大突破 [7] 竞争格局与重点企业 - 行业已形成由国资系、国产软件商共同主导的格局，竞争焦点正从传统的离线分析与人员培训，全面转向应对新型电力系统的实时仿真、智能化 [8] - 中国电科院2024年完成升级的规划仿真平台，其计算效率提高10倍以上，能够支持超过20万节点的电网仿真，直接支撑了国家“三交九直”特高压工程等重大项目的论证 [8] - 南瑞集团将仿真技术深度融入其调度自动化、继电保护等核心业务，并在数字孪生、人工智能与仿真结合方向上重点布局，形成了从基础研发到大规模工程应用的全链条闭环 [8] - 保定华仿和上海远宽为代表的核心技术攻关者，分别在传统发电仿真和新兴电力电子实时仿真领域形成了专业壁垒 [8] - 上海远宽能源科技有限公司专注实时仿真与控制器测试，自主研发StarSim系列软件结合多核CPU/FPGA技术，支持1μs级步长仿真，拥有45项软件著作权及多项发明专利，率先实现电力实时仿真软硬件国产化 [9] 技术发展趋势 - 趋势一：从“物理模型驱动”向“物理-人工智能融合驱动”演进，解决高维、非线性复杂系统难题，未来“AI快速筛选场景+高保真物理模型精准校核”的混合仿真范式将成为主流 [9] - 趋势二：仿真应用场景将从“离线分析”全面迈向“在线实时决策”与“全生命周期数字孪生”，通过与物联网、5G通信技术结合，构建与物理电网同步映射、交互迭代的电网数字孪生体，实现秒级甚至毫秒级的在线仿真与安全预警 [10] - 趋势三：技术栈自主可控与云化、开源化协同发展，构建开放产业生态，国产仿真软件、实时仿真硬件乃至底层的求解器与编译器将持续突破，云端化部署与开源生态建设将成为重要助推器 [11][12]