[发明专利]一种电力系统负荷裕度的并行化计算方法

权利要求书

1.一种电力系统负荷裕度的并行化计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

采用基于负荷参数的二阶导数进行初值预估，得到临界点初值x⁰、零特征值对应的右特征向量初值g⁰、以及负荷裕度初值λ⁰；

以上述参数为基础构建直接法非线性方程组对应的修正方程组，通过降阶变换将修正方程组拆分为四组同系数低维矩阵的线性方程组；

基于CPU-GPU混合架构，将Jacobi+ILU两阶段预处理和BICGSTAB迭代求解法相结合并行求解降阶之后的线性方程组，进而实现电力系统负荷裕度的快速求解；

其中，所述基于CPU-GPU混合架构具体为：

通过CPU形成预处理器矩阵L、U、J；

在牛顿循环中，将系数矩阵W，线性方程等号右侧的向量b，预处理器矩阵L、U、J及其它相关参数传输至GPU中；

并行加速由GPU计算部分完成；

采用BICGSTAB迭代求解法求解α、β、γ和μ，CPU利用GPU所求结果α、β、γ和μ求得修正量Δx、Δg和Δλ，然后修正x、g和λ，并不断更新系数矩阵W，如此反复迭代直至满足收敛条件||f(x,λ)||ε和||f_x·g||ε，得到精确负荷裕度的过程，其实质为直接法中采用牛顿法求解负荷裕度时的循环；

其中，α为待求向量，x为临界点初值、g为零特征值对应的右特征向量初值、λ为负荷裕度初值；ε为收敛阈值；f_x为潮流方程对x的一阶偏导数；Δx、Δg和Δλ分别为x、g和λ在牛顿迭代循环过程中的修正；所述将Jacobi+ILU两阶段预处理和BICGSTAB迭代求解法相结合并行求解降阶之后的线性方程组具体为：

1)确定初始值允许误差ε_b，计算残差初值并令循环次数i＝1，ρ₀＝ξ＝ω₀＝1，v₀＝p₀＝0；

2)计算参数若ρ_i＝0，流程终止，输出失败信息，否则继续执行步骤3)；

3)令ψ＝(ρ_i/ρ_i-1)(ξ/ω_i-1)，p_i＝r_i-1+ψ(p_i-1－ω_i-1v_i-1)；

4)通过y＝L^-1p_i求得y，计算v_i＝JWU^-1y，

5)如果||h||≤ε_b，则退出循环，若不满足，继续执行步骤6)；

6)s_b＝r_i-1－ξv_i，令z＝L^-1s_b，t＝JWU^-1z，ω_i＝(t，s_b)/(t，t)，

7)若满足精度0.01，进入步骤8)；否则令r_i＝s_b－ω_it，i＝i+1，返回重新执行步骤3)；

8)解得后，求得α，同理依次求得解β,γ和μ。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统负荷裕度的并行化计算方法，其特征在于，

JWU^-1L^-1α_b＝Jb

其中，α_b为真实解，可根据α_b求取待求向量α。