基于矢量指令集的三相潮流并行计算方法

随着互联电网规模不断扩大，电力网络分析计算对计算速度的要求日益提高。高级矢量扩展指令集(advanced vector extensions,AVX)是应对大规模浮点运算所提出的基于SIMD的快速并行计算解决方案，最高可以将浮点运算能力提升16倍。以电力系统三相潮流计算为研究对象，采用快速YBUS潮流算法计算。对迭代方程组求解过程进行改造，将8×8的矩阵与8×1的向量作为运算单元，利用AVX指令集实现运算单元的基本计算与求逆的矢量化算法，完成了基于运算单元的方程因子表分块求解算法；将三相潮流方程节点导纳矩阵的三相模型部分对应的6×6矩阵和6×1向量扩展到8×8矩阵和8×1向量构成的运算单元中，其他部分则有序填充至运算单元中。采用半动态节点优化编号，建立了以运算单元为单位的分块稀疏系数矩阵，基于运算单元运算符的矢量化重载实现了三相潮流方程并行求解。使用IEEE标准三相算例进行测试，结果表明，三相潮流矢量化并行算法与原有算法结果一致，在时间性能上具有高效性。