[发明专利]一种基于运算树GPU并行加速模型的电力系统潮流计算方法

权利要求书

1.一种基于运算树GPU并行加速模型的电力系统潮流计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)潮流计算信息导入：导入量测信息、网络拓扑结构、线路参数信息，形成量测向量z、节点导纳矩阵Y；所述的量测信息包括节点电压、节点注入功率；

(2)潮流计算初值设定：状态变量的迭代值为x^k，设定算法初始迭代步数k等于0，则状态变量的迭代初值为x⁰、收敛精度ε；

(3)矩阵向量元素计算：基于运算树GPU并行加速模型，根据量测向量z、节点导纳矩阵Y和当前状态变量迭代值x^k计算当前迭代步的雅可比矩阵J(x^k)和量测修正量b(x^k)；

(4)修正方程组求解：求解下式中表示的线性方程组得到修正量Δx^k；

Δx^k＝J(x^k)^-1b(x^k)

(5)状态变量修正：按下式计算

x^k+1＝Δx^k+x^k

(6)收敛性判断：若下式满足，则算法收敛，结束；否则令当前迭代步数k加1，然后返回步骤(3)，

||Δx^k||_∞≤ε。

2.根据权利要求1所述的一种基于运算树GPU并行加速模型的电力系统潮流计算方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(301)形成运算树：针对所有雅可比矩阵J(x^k)和量测修正量b(x^k)的非零元运算式，根据每个运算式的后缀表达式生成运算树；将生成的所有运算树根节点对齐，形成运算森林；设定当前迭代层数i为运算森林的深度；

(302)迭代次数判断：若i≤1，则结束步骤(3)，否则进入步骤(303)；

(303)并行线程开启：对于运算森林的第i层，若一共有p(i)对兄弟节点，则开启p(i)个GPU线程；

(304)并行线程计算：每一个GPU线程负责处理每一对兄弟节点，获取兄弟节点的数值以及其父节点的运算符进行数值计算，并将计算得出的值写入父节点中；

(305)线程同步：等待所有线程完成计算和更新；

(306)迭代次数更新：令迭代层数i加1，然后返回步骤(302)。

3.根据权利要求1所述的一种基于运算树GPU并行加速模型的电力系统潮流计算方法，其特征在于，步骤(1)中所述的量测信息包括节点电压和节点注入功率。