电力系统暂态稳定分析的并行算法研究

本文在基于多Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒｔ系统结构的并行处理计算机上，对电力系统暂态稳定分析的并行算法进行了研究。对所提出的并行算法在数据传输型并行计算机上的并行性能作了分析，提出了较好的通信方法。本文并行算法具有较高的并行性能，在多Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ系统结构的并行计算机上是有效的。     

电力系统暂态实时仿真并行算法的研究进展

计算机并行技术和通信技术的快速发展,使得大规模电力系统暂态实时仿真成为可能。介绍电磁暂态仿真和机电暂态仿真所采用的模型和计算方法以及各自并行算法所取得的研究进展和实用效果,讨论了基于网络分割和集群计算机系统的粗粒度并行算法,分析表明该类算法具有较高的并行效率以及较好的发展潜力。     

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。     

电力系统暂态稳定快速仿真方法

本文着重研究电力系统暂态稳定快速仿真方法。在采用简单模型和分段线性化的基础上，通过适当的坐标变换，导出了一种直接求解仿真方法，并提出了一种基于后验误差的自动步长控制方法；结合隐式梯形积分规则，推导出了一种递推求解仿真方法。理论分析和仿真计算表明，这两种新方法计算简便快速，可快速“扫描”电力系统暂态过程，为电力系统暂态稳定实时仿真提供了一个有力工具。     

交直流电力系统暂态安全稳定在线紧急控制策略并行算法

针对在线策略优化约束和控制措施考虑不足以及计算速度无法满足在线要求等问题,基于参与因子、综合电气距离、无功电压灵敏度及安全稳定裕度,提出了直流系统功率紧急调制、切机、切负荷和局部电网解列的量化控制性能指标和两阶段在线策略优化集群计算方法。在各阶段计算中,依据控制措施性能指标进行措施组合,形成计算任务,按控制代价对计算任务排序形成调度队列,提交集群系统进行并行计算。首先计算暂态功角稳定紧急控制策略,实现直流紧急调制与切机和匹配切负荷的协调;然后,在暂态功角稳定策略的基础上,进行暂态电压和频率安全稳定策略的计算,实现暂态功角稳定控制与暂态电压和频率安全稳定控制的协调。仿真实例验证了算法的有效性。     

多核并行计算技术在电力系统短路计算中的应用

考虑到大型电力系统分析计算耗时过多,提出一种适用于电力系统分析计算的多核并行技术.以短路计算为例,详细给出了如何采用多核并行计算将节点矩阵分解后求解的基本流程.通过仿真分析验证了所述方法,对算法使用前后的效果进行了对比.在此基础上,针对华中电网的节点模型,进行了故障计算的测试,并比较了多核并行计算方法与基于集群计算方法...     

基于MATLAB语言的电力系统暂态稳定仿真

介绍了ＭＡＴＬＡＢ环境下Ｓｉｍｕｌｉｎｋ动态仿真工具及电力系统工具箱的功能和特点;利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下的电力系统工具箱,进行一个单机对无穷大系统的暂态稳定仿真;讨论了建模及仿真方法。     

基于BPA的电力系统暂态稳定时域仿真研究

应用电力系统稳定分析BPA软件,对典型的4机11节点系统进行时域仿真计算。通过在不同故障切除时间下发电机的转子摇摆曲线,判别电力系统的稳定状态,从而可以在系统受扰失稳前采取有效的措施,提高系统暂态稳定性,避免稳定事故的发生。     

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GPU的机电暂态仿真细粒度并行算法

提出一种基于图形处理器(GPU)并采用隐形梯度法的机电暂态仿真细粒度并行算法。该算法将整个系统分为发电机节点系统和非发电机节点系统,对发电机节点系统求解时,先将在网络中直接相连的发电机节点合并成一个子系统,然后在GPU中给每个子系统分配相应线程块进行并行求解,其中采用了LU并行分解来求解线性方程组。求解完成后,利用从发电机节点系统传递来的LU分解信息,再对非发电机节点系统使用GPU进行求解。通过对不同规模的算例进行分析表明:所提出的GPU并行算法的计算结果与CPU串行算法和BPA软件的计算结果大致相同,且随着系统规模的增加,GPU并行算法的加速效果更为明显。     

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。     

基于等值的电力系统机电暂态仿真并行异步算法

提出了一种基于等值的机电暂态稳定并行异步仿真新方法。该方法将系统按地理位置分区后的各子系统在每一时步进行相互等值,每个子系统利用其他子系统传递来的等值信息进行独立迭代计算;在每一时步的迭代过程中,各子系统只需1次相邻子系统的预测等值信息和校正等值信息;采用异步并行策略进行子系统间的等值信息传递和迭代,及时更新等值信息,从而加速迭代收敛。多个算例表明,文中的方法具有较快的计算速度和较高的计算效率,并具有工程可接受的仿真精度;对于一些大规模的实际系统,已实现实时或超实时仿真速度。     

一种暂态稳定约束TTC评估的分布式并行计算方法

在预想故障集下,针对大规模互联电力系统的暂态稳定约束最大输电能力（TTC）评估问题,提出了一种基于任务级的分布式并行计算方法———优化的工作站群的计算方法。该分布式并行计算方法把异构分布式计算资源加以融合,实现有效的动态负载均衡,从而最大化利用系统的整体计算性能,具有良好的动态扩展性与容错性。应用所提出的方法对具有1 101个母线和97台发电机的中国某实际电网进行了测试。测试结果表明,该分布式并行计算方法是实用有效的。     

一种基于OpenMP和MPI的非序贯蒙塔卡罗暂态稳定评估的动态混合并行化方法

为了提高暂态稳定性分析中非序贯蒙塔卡罗串行算法的计算效率,提出并实现了一种基于OpenMP和MPI的风险评估混合动态并行算法。利用动态规划规则将蒙塔卡罗抽样样本点以MPI方法分配给计算机集群上的多个PC进程,再在各进程内采用多线程的并行计算模式对系统故障的分析处理的循环部分进行OpenMP并行分解。大量实验模型的测试和数据分析表明,在保证准确度的前提下,算法取得了理想的并行效率,普通集群最高达到了3.28倍的加速比,混合集群最高达到了5.06倍的加速比。     

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。     

波形松弛法的电力系统暂态稳定性并行仿真计算

仿真计算是进行电力系统暂态稳定性分析迄今为止最可靠的方法.本文提出一个基于波形松弛的电力系统暂态稳定并行仿真新方法.首先按照系统各部分的地理分区将其划分为多个子系统,将通过联络线及边界节点互联的子系统进行等值,从而得出相邻子系统对本子系统的影响;进一步将移置到边界处的子系统等值电流作为子系统间波形交互信息,实现互联子系统之间的解偶和并行松弛求解.在PC集群上的计算结果表明,该算法有比较高的并行加速比和计算效率,在无任何加速措施的情况下,对于较大规模的系统已达到了在线实时计算速度.     

基于KM-RF算法的电力系统暂态稳定评估

针对电力系统暂态稳定评估当中数据不平衡处理以及评估性能优化问题,提出了一种基于随机森林和K-means聚类的组合分类算法的暂态稳定评估方法.选取具有代表性的特征量构成原始特征集,并对数据进行归一化处理和相关性分析,以提升性能和运算效率.使用K-means聚类算法进行类分解,解决数据的不平衡问题,然后使用随机森林算法进行评估.最后,利用新英格兰10机39节点测试系统仿真,并与决策树、随机森林和支持向量机算法进行比较.在命中率、准确率以及整体系数上所提方法均为最高,误中率则是最低,由此表明方法效果好、误差小,具有一定的实用价值.