基于GPU加速的电力系统潮流并行计算方法研究

发布时间：2023-02-25 16:08

　　潮流计算是电力系统安全稳定分析、故障计算、经济调度等问题的基础。准确、快速的潮流计算结果是电网安全可靠运行的重要保证。随着区域电网互联规模持续扩大、可再生能源大规模并网、电力电子装备大规模应用,电力系统潮流计算的规模和复杂度急剧增加。同时,电网智能化进程不断加深,电网精细化运行要求不断提高,运行人员对电力系统潮流计算精度和效率提出了更高的要求。为实现大规模电力系统潮流的准确、快速求解,本文提出一种基于CPU-GPU异构平台的非精确牛顿法与两阶段预处理稳定双正交共轭梯度(bi-conjugate gradient stabilized,BICGSTAB)法相结合的电力系统潮流并行计算方法,主要内容如下:修正方程组的求解是牛顿-拉夫逊法潮流计算中最为耗时的部分,提升修正方程组的求解效率可有效提升潮流计算效率。为此,本文采用非精确牛顿法进行电力系统潮流松弛计算,以线性方程组的迭代求解法获取修正方程组的近似解;分析修正方程组的不同迭代求解方法,并根据雅可比矩阵的不对称不定性,采用BICGSTAB法进行修正方程组的求解;进一步,为改善BICGSTAB法的收敛性,根据雅可比矩阵的稀疏性和类对角占优...

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 潮流计算方法
        1.2.2 修正方程组的求解方法
        1.2.3 GPU在电力系统中的应用
    1.3 本文主要研究工作
第2章 非精确牛顿法潮流计算及其并行化分析
    2.1 引言
    2.2 潮流计算数学模型
    2.3 非精确牛顿法
    2.4 求解修正方程组的预处理迭代法
        2.4.1 修正方程组的迭代解法
        2.4.2 雅可比矩阵预处理技术
    2.5 潮流算法并行化分析
        2.5.1 预处理迭代法的并行潜质
        2.5.2 CPU-GPU异构平台
        2.5.3. 统一计算设备架构与数据存储
    2.6 本章小结
第3章 基于CPU-GPU异构平台的潮流并行计算方法
    3.1 引言
    3.2 BICGSTAB法求解修正方程组
    3.3 雅可比矩阵的两阶段预处理方法
        3.3.1 改进PPAT预处理
        3.3.2 改进Jacobi预处理
        3.3.3 两阶段预处理
    3.4 并行计算性能指标
    3.5 电力系统潮流并行计算流程
    3.6 本章小结
第4章 算例分析
    4.1 引言
    4.2 实验平台
    4.3 算例分析
        4.3.1 潮流算法准确性验证
        4.3.2 两阶段预处理BICGSTAB法有效性验证
        4.3.3 潮流算法有效性验证
        4.3.4 并行计算性能分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3748767