在IBM-SP2上实现电力系统暂态稳定计算的一种并行算法

本文提出了一种在IBM－SP2并行计算机上实现电力系统暂态稳定计算的并行算法,该算法的核心是对电力系统网络方程实现有效的并行求解。通过对大型互联电力系统算例进行试算,对所提出的算法的有效性进行了分析和评估。     

电力系统暂态稳定计算的一种空间并行算法

结合数据传输型并行计算机的性能和特点,对电力系统暂态稳定分析的空间并行算法进行了研究。在引入基行因子表路径绎的网络分割方法并将电力网络系数矩阵写成对角加边（ＢＤＦ）形式的基础上,发展了并行求解电力网络方法的算法,并在数据莳工行计算机上实现了暂态稳定的并行计算。对大型互联电力系统进行的试算表明,中所提出的算法能显提高暂态稳定计算的     

基于PC机群的电力系统机电暂态仿真并行算法

在电力系统的动态稳定在线评估和实时仿真计算中，并行处理是一种非常有发展前途的技术。许多种类的并行算法已被提出，并在不同类型的并行计算机上实现。由于具有性价比高、升级和扩展性能好的特点，PC机群并行计算机吸引了越来越多的注意力。本文综述和讨论了几种机电暂态并行算法，特别是在PC机群上实现这些算法的有利和不利条件。本文讨论的并行算法包括：网络分割、线性方程并行求解、牛顿类算法和一些时间并行算法。     

电力系统暂态稳定分析的内在并行算法研究

本文研究了电力系统暂态稳定分析的内在并行算法。将隐式梯形积分法与波形松弛法相结合，提出了电力系统暂态稳定分析的内在并行算法，并在多Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ并行计算机上予以实现。算例结果表明，本文提出的算法具有较好的并行性能。     

电力系统电磁暂态实时仿真中并行算法的研究

该文从软件开发的角度出发,提出了一种解决电磁暂态实时仿真问题的分网并行算法.算法中采用"节点分裂"进行网络分割,采用子网内部节点电压方程与子网之间边界点电压相等的关系联合求解网络,并结合长输电线解耦法,在电科院开发的实时仿真器ADPSS中实现了电磁暂态分网并行计算,使网络中任意点都可以作为边界点进行网络分割.该算法不但能保持长输电线解耦法并行计算的较高并行效率,还能提高分网并行的灵活性.实际系统的计算结果表明:文中所提出的网络并行算法是正确和有效的;节点分裂法即可用于交直流电力系统实时仿真分网并行计算,以实现交直流系统实时仿真.也可应用于电力系统电磁暂态仿真与机电暂态仿真接口计算中,实现电力系统电磁暂态仿真与机电暂态仿真的混合仿真.     

基于改进数据结构的电力系统暂态稳定并行仿真

通过分析电力系统暂态稳定问题的特点，提出了一种新的采用隐式积分联立求解法的空间分块并行算法。为了避免联立求解法存在的编程复杂的不足，设计了一种易于并行求解的数据结构。采用这种数据结构减少了算法求解过程中的非零注入元，简化了编程，并且使得现有的并行程序中的一些串行计算部分例如残差修正的计算实现了并行化。对实际运行的华中电网的仿真计算表明，最高的仿真加速比达到8.34，充分证明了所提出的算法和数据结构的有效性。     

基于改进通信算法的暂态稳定并行仿真

通过分析电力系统暂态稳定问题的特点,提出一种面向集群系统、采用隐式积分联立求解法的空间并行算法。针对电力系统分层分区的特点,对算法实现过程中的通信耗时进行了建模,提出了改进的通信算法,减少了算法的通信耗时,提高了并行效率,并且证明该通信算法具有很好的可扩展性。对实际运行的华中电网仿真计算表明,最高的仿真加速比达到了11.17,证明了所提算法的有效性。     

基于图形处理器的广义最小残差迭代法在电力系统暂态仿真中的应用

文中对电力系统暂态仿真算法及并行化设计进行了研究,针对图形处理器(graphic processing unit,GPU)的特性,应用广义最小残差法(generalized minimal residual,GMRES)提出一种基于GPU的电力系统暂态仿真并行算法。该算法采用预处理算法对暂态仿真计算过程中的系数矩阵进行预处理,降低条件数以提升收敛速度,经预处理后的线性方程组通过GMRES算法在GPU上并行求解,针对暂态仿真计算中线性方程组稀疏性的特点,算法应用稀疏存储技术以节省计算量和内存占用空间。测试表明,所提出的GPU并行算法与PSAT软件计算结果近似;相对CPU串行程序,当算例规模足够大时,GPU并行算法的加速效果明显,实测最高加速比为3.3。     

基于改进数据结构的电力系统暂态稳定并行仿真

通过分析电力系统暂态稳定问题的特点,提出了一种新的采用隐式积分联立求解法的空间分块并行算法。为了避免联立求解法存在的编程复杂的不足,设计了一种易于并行求解的数据结构。采用这种数据结构减少了算法求解过程中的非零注入元,简化了编程,并且使得现有的并行程序中的一些串行计算部分例如残差修正的计算实现了并行化。对实际运行的华中电网的仿真计算表明,最高的仿真加速比达到8.34,充分证明了所提出的算法和数据结构的有效性。     

基于GPU的交直流电力系统暂态稳定双层并行仿真

我国交直流电力系统的日益扩大与复杂化对暂态稳定仿真的速度与精度提出了更高的要求。为此,提出了一种基于图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)计算平台的暂态稳定双层并行算法。第一层为"交-直并行",考虑直流系统动态的独立性,将交流系统与直流系统解耦,分别部署在CPU和GPU上计算。第二层为"直流系统时间并行",直流系统在小步长下采用详细模型仿真,进一步在时间并行算法的框架下,使用GPU模拟实现了流水线计算,可灵活设置流水线条数,对多个直流系统多积分时步并行求解。最后,使用2个算例验证了该算法的有效性与实用性。计算结果表明:该算法可有效提高计算速度,为交直流系统稳定分析提供了新的解决思路。     

A Gauss-Jacobi-Block-Newton method for parallel transient stabilityanalysis [of power systems]

A parallel method for the transient stability simulation of power systems is presented. The trapezoidal rule is used to discretize the set of algebraic-differential equations which describes the transient stability problem. A parallel Block-Newton relaxation technique is used to solve the overall set of algebraic equations concurrently on all the time steps. The parallelism in space of the problem is also exploited. Furthermore, the parallel-in-time formulation is used to change the time steps between iterations by a nested iteration multigrid technique, in order to enhance the convergence of the algorithm. The method has the same reliability and model-handling characteristics of typical dishonest Newton-like procedures. Test results on realistic power systems are presented to show the capability and usefulness of the suggested technique     

Parallel-in-time implementation of transient stability simulationson a transputer network

The most time consuming computer simulation in power system studies is the transient stability analysis. Parallel processing has been applied for time domain simulations of power system transient behavior. In this paper, a parallel implementation of an algorithm based on Shifted-Picard dynamic iterations is presented. The main idea is that a set of nonlinear Differential Algebraic Equations (DAEs), which describes the system, can be solved by the iterative solution of a linear set of DAEs. The time behavior of the linear set of differential equations can be obtained by the evaluation of the convolution integral. In the parallel-in-time implementation of the proposed algorithm, each processor is devoted to the evaluation of the complete set of variables relative to each time step. The quadrature formula, adopted for the integral evaluation, can be easily parallelized by using a number of processors equal to the number of time steps. The algorithm, implemented on a transputer network with 32 Inmos T800/20 adopting a uni-directional ring topology, has been tested on standard power systems     

基于多级高阶辛Runge-Kutta方法的暂态稳定性并行计算方法

将 级 阶的辛Runnge-Kutta方法用于电力系统暂态稳定性计算,利用矩阵分裂技巧以及矩阵求逆运算的松弛方法,导出了一种新的暂态稳定性并行计算方法,具有较好的时间并行特性和超线性收敛性。利用IEEE 145节点系统,对导出的并行算法进行了仿真测试和评估。仿真测试结果表明,所提出的并行算法具有很好的收敛性,有效地解决了时间并行度与收敛性之间的矛盾,可以获得较高的加速比和很好的并行计算效率。     

一种新的电力系统暂态稳定性计算方法

针对传统数值计算方法存在稳定性和收敛性差的问题,提出了一种新的电力系统暂态稳定性计算方法——辛Runge-Kutta-Nystrm(以下简称辛RKN)法,该算法不存在人为的引入耗散机制,避免歪曲系统本来结构的特征,可用较大积分步长来进行计算,与传统的Runge-Kutta(以下简称RK)法相比,收敛精度好,计算速度快,体现了该类辛算法内在的时间并行特性。在IEEE145节点电力系统运行的测试结果表明,辛RKN法能显著提高暂态稳定计算的收敛精度和计算速度。     

牛顿下山法的电力系统暂态稳定并行算法

随着电力系统规模的不断扩大和对在线分析要求的不断提高,传统的分析计算方法受到前所未有的挑战.在牛顿法的基础上,提出一种可用于电力系统暂态稳定计算的时间并行计算新方法-牛顿下山法,以代数方程组和微分方程组的求解为线索,通过对并行算法在电力系统分析计算中的应用进行总结,从理论上对牛顿下山法进行分析,最后通过对5节点系统测试系统的仿真计算,证明了牛顿下山法具有很好的收敛性和很少的迭代次数,表明了该方法的有效性和实用性.     

电力系统暂态稳定性并行牛顿计算方法

提出了一种电力系统暂态稳定性时间并行牛顿计算方法。从理论上 对该并行计算方法进 行了分析和评估，并对其进行了仿真(模拟并行装配)研究。     

预处理并轭梯度法在电力系统暂态稳定分析并行算法中的应用研究

本文针对分块式电力系统暂态稳定并行算法中，因边界系统代数方程条件数增大而对求解产生影响的问题作了研究，提出了一类采用预处理共轭梯度法求解边界系统代数方程式组的电力系统暂态稳定分析的并行算法．算例结果表明该算法是有效的．