假设：
- 系统规模：1000节点，500台发电机，200个控制器
- 电磁暂态步长：50μs（20kHz采样，满足Nyquist定理）
- 每步计算量：网络求解（稀疏矩阵）+ 元件状态更新 + 控制逻辑

实测数据（典型电力系统仿真）：
- 每时步浮点运算：~50 MFLOP（百万次浮点运算）
- 每时步内存访问：~200 MB（稀疏矩阵、状态变量）
- 目标：50μs内完成计算

所需算力：
- 计算性能需求：50 MFLOP / 50μs = 1 TFLOP/s（单精度）
- 内存带宽需求：200 MB / 50μs = 4 TB/s（理论峰值，实际需缓存优化）

CPU主频与单核性能关系（简化模型）：
- IPC（每时钟周期指令数）：电力系统仿真≈2-3（分支密集、缓存未命中）
- 所需主频：1 TFLOP/s ÷ (3 FLOP/cycle × 1 core) ≈ 333 GHz（不可能！）

现实妥协：
- 利用缓存局部性，减少内存访问
- 向量化计算（AVX-512），单周期8次双精度运算
- 实际所需主频：4.5-5.5 GHz（配合大缓存）

正常时步：
  - 矩阵已分解，FBS求解：O(n)线性复杂度
  
开关事件时步：
  - 拓扑变化 → 导纳矩阵重构
  - 重新符号分解：O(n^1.2-1.5)
  - 重新数值分解：O(n^1.4-1.8)
  - 计算时间突增10-100倍

开始
│
├─ 应用场景：离线机电暂态分析（规划、运行方式计算）
│  ├─ 规模 < 1000节点 → 高频工作站（i9-14900KS，6GHz）
│  ├─ 规模 1000-10000节点 → 大缓存工作站（TR PRO 7995WX，5.1GHz+384MB L3）
│  └─ 批量计算（>1000场景）→ 双路服务器（多场景并行）
│
├─ 应用场景：离线电磁暂态（控制策略验证、新能源建模）
│  ├─ 规模 < 200节点 → 超高频工作站（i9-14900KS OC 6.2GHz+）
│  ├─ 规模 200-1000节点 → 均衡胖节点（TR PRO 7995WX，分核超频）
│  └─ 规模 > 1000节点 → 集群计算（多机分区并行，非实时）
│
├─ 应用场景：硬件在环仿真（HIL，保护/控制测试）
│  ├─ 机电暂态HIL → 高频工作站（5GHz+）+ 实时扩展卡
│  ├─ 电磁暂态HIL → **FPGA实时仿真器（RTDS/ADPSS）** + 工作站监控
│  └─ 混合仿真 → 工作站（5GHz+）+ 高速I/O（InfiniBand/ Aurora）
│
└─ 应用场景：数字孪生（在线仿真、预测分析）
   └─ 边缘计算节点 → 工业级高频工控机（Xeon W-2400系列，宽温）

CPU: Intel Core i9-14900KS
     - 8P+16E核心，关闭E核，保留8P核
     - 全核超频5.8-6.0GHz（分体水冷）
     - 关键：AVX-512启用，电力系统仿真向量化加速30%+

主板: ASUS ROG Maximus Z790 Apex Encore
     - 双内存槽设计，信号纯净，支持DDR5-8000+
     -  robust供电（24+1+2相）， sustain 300W+

内存: 64GB DDR5-7600 CL34 (2×32GB)
     - 双通道即可，容量优先于带宽
     - 低延迟模式（Gear 1），减少内存访问惩罚

散热: 定制分体水冷（双360冷排，D5泵）
     - 全核6.0GHz需压制350W峰值功耗

存储: 2TB NVMe Gen5 (系统) + 8TB NVMe Gen4 (项目)

I/O: Intel I225-V 2.5GbE ×2（实时仿真网络）
     - 可选：Intel X710 10GbE（高速数据记录）

系统: Windows 11 Pro + PSS/E 35+ / PSASP 8.0+
     - 实时扩展：OPAL-RT eMEGAsim接口

预估性能:
  - IEEE 39节点机电暂态：RTF=0.15（6.7倍实时）
  - 2000节点实际系统：RTF=0.6（1.7倍实时，裕量充足）

适用: 电网规划、运行方式校核、保护定值整定

CPU: AMD Threadripper PRO 7995WX (96核)
     - 核心隔离：启用32核心运行PSASP/PSS/E，其余64核隔离
     - 分核超频：启用核心5.2-5.3GHz，关闭核心保持2.5GHz
     - PBO2精细调压：启用核心1.25V，优化能耗比

主板: ASUS Pro WS WRX90E-SAGE SE
     - sWRX8插座，支持PRO 7000系列
     - 32+3相供电， sustain 600W

内存: 256GB DDR5-4800 ECC (8×32GB)
     - 8通道满配，为大规模系统预留
     - 实际使用4通道即可（电磁暂态不敏感）

缓存优势: 384MB L3
     - 2000节点导纳矩阵可完全缓存
     - 减少内存访问80%+

散热: 工业级分体水冷（双480冷排，制冷量800W）

实时扩展:
  - 插槽1: NVIDIA A4000（可视化）
  - 插槽2: OPAL-RT PCI-e卡（实时I/O）
  - 插槽3: Intel I350 千兆网卡×4（同步相量测量）

预估性能:
  - 500节点EMT：RTF=8（离线），单步60μs
  - 配合FPGA加速卡：可实现100节点EMT实时（RTF<1）

适用: 新能源场站建模、HVDC控制策略、微电网仿真

CPU: Intel Xeon W9-3595X (60核)
     - 全核锁定4.8GHz（禁用Turbo Boost动态调频）
     - 关键：确定性延迟，实时系统必需
     - TDP 385W，工业级风冷即可（避免水冷漏液风险）

主板: Supermicro X13SWA-TF
     - CEB板型，7×PCI-e 5.0 x16
     - IPMI远程管理，无人值守运行

内存: 512GB DDR5-4800 ECC (8×64GB)
     - 8通道，支持大型系统（5000+节点）

实时I/O架构:
  - 槽1: dSPACE DS1007（PowerPC实时处理器）
  - 槽2: NI PXIe-8840（DAQ，同步采样）
  - 槽3: Speedgoat Performance（MATLAB/Simulink实时）
  - 槽4: 自定义FPGA卡（电力电子开关模型）

网络: 
  - 管理口：Intel I210 1GbE
  - 实时口：Mellanox ConnectX-6 100GbE（RDMA，<2μs延迟）
  - 同步口：IEEE 1588 PTP硬件时间戳

系统: 
  - 主机：Red Hat Enterprise Linux RT（实时内核，PREEMPT_RT补丁）
  - 实时目标：VxWorks或RT-Linux（确定性调度）

适用: 保护装置HIL测试、安稳控制闭环验证、数字孪生实时推演

前端工作站（2台）:
  - 各配置B规格，负责模型搭建、结果分析
  - 10GbE互联，共享存储

实时仿真层（4节点）:
  - 各配置C规格，负责分区实时计算
  - InfiniBand NDR 400Gbps全互联，<1μs节点延迟
  - 每节点负责250节点子系统，4节点并联1000节点实时

FPGA加速层:
  - Xilinx Alveo U55C ×8（电力电子详细建模）
  - 每卡模拟1000子模块MMC，纳秒级开关分辨率

同步时钟:
  - Trimble Thunderbolt（GPS驯服铷钟，<100ns同步精度）
  - White Rabbit协议（CERN开发，亚纳秒级以太网同步）

适用: 国家级电网仿真中心、大型新能源基地数字孪生、跨区直流联合调试

# PSS/E动态数据文件（.dyr）优化 # 1. 发电机模型降阶 GENROU → GENSAL（忽略阻尼绕组，计算量-30%） # 2. 励磁系统简化 IEEET1 → ESST1A（减少非线性环节） # 3. 负荷模型聚合 ZIP负荷 → 恒阻抗（减少代数变量） # 网络等值 - 保留研究区域详细模型 - 外部网络WARD等值或同调等值 - 节点数减少70%，速度提升5倍+

[PSS/E Options] SOLVER = DENSE  # 小系统用稠密矩阵，缓存友好 SPARSE_TOL = 1e-6  # 放宽收敛，减少迭代 MAX_ITER = 20  # 限制牛顿迭代 VAR_STEP = NO  # 固定步长，避免变步长开销（实时必需）

// 避免浮点除法（慢） double inv_dt = 1.0 / dt; // 预计算 x_new = x_old + dx * inv_dt; // 乘法替代除法 // 查表优化（励磁饱和特性） // 使用线性插值，预计算斜率 double y = y_table[i] + (x - x_table[i]) * slope[i]; // 分支预测友好（减少if-else） // 使用查找表替代条件判断 int mode = (v > v_max) | ((v < v_min) << 1); double output = limit_table[mode];

# PSASP并行参数（仅限多场景） psasp.set_thread_count(4) # 匹配物理核心，非逻辑核心 psasp.set_numa_affinity(0) # 绑定NUMA节点0，避免跨节点

# 内核编译选项 CONFIG_PREEMPT_RT=y CONFIG_HZ_1000=y # 1kHz时钟中断 CONFIG_CPU_FREQ_DEFAULT_GOV_PERFORMANCE=y # 性能模式 # 启动参数 isolcpus=8-15 # 隔离8个核心给实时任务 nohz_full=8-15 # 关闭tickless rcu_nocbs=8-15 # 关闭RCU回调 # 实时调度 chrt -f 99 ./psser_rt # SCHED_FIFO，最高优先级 taskset -c 8-15 ./psser_rt # 绑定隔离核心

# BIOS设置 - Intel SpeedStep: Disabled
- C-States: C0 only（禁止睡眠）
- Turbo Boost: Enabled（但锁定全核频率） # OS设置 cpupower frequency-set -g performance echo 0 > /sys/devices/system/cpu/intel_pstate/no_turbo # 保持睿频