[发明专利]一种基于GPU的大规模电力系统潮流并行计算的系统及其方法

摘要

本发明涉及一种基于GPU的大规模电力系统潮流并行计算系统及其方法，所述系统包括符号雅克比矩阵形成与分解模块、初始化模块、潮流方程右端项计算模块、雅克比矩阵赋值模块、LU分解模块和前代回代模块；所述符号雅克比矩阵形成与分解模块位于主机端，主机端将计算数据传送到设备端；所述雅克比矩阵右端项计算模块、雅克比矩阵的赋值模块、LU分解模块和前代回代模块在设备端依次连接。所述方法包括（1）将计算所需数据全部传送到主机端；（2）生成符号雅克比矩阵并对其进行符号分解；（3）主机端将分解结果传送到设备端；（4）执行潮流方程右端项计算；（5）执行雅克比矩阵赋值；（6）执行LU分解；（7）执行前代回代。

主权项

一种基于GPU的大规模电力系统潮流并行计算的系统，其特征在于，所述系统包括符号雅克比矩阵形成与分解模块、初始化模块、潮流方程右端项计算模块、雅克比矩阵赋值模块、LU分解模块和前代回代模块；所述符号雅克比矩阵形成与分解模块位于主机端，主机端将计算数据传送到设备端；所述潮流方程右端项计算模块、雅克比矩阵的赋值模块、LU分解模块和前代回代模块在设备端依次连接；所述系统进行大规模电力系统潮流并行计算的方法包括：步骤(1)将计算所需数据全部传送到主机端；步骤(2)生成符号雅克比矩阵并对其进行符号分解；步骤(3)主机端将分解结果传送到设备端；步骤(4)执行潮流方程右端项计算；步骤(5)执行雅克比矩阵赋值；步骤(6)执行LU分解；步骤(7)执行前代回代；所述符号雅克比矩阵指不含数值，仅标识非零元位置的雅克比矩阵；所述步骤(6)包括将生成数据按照消去树分层并行的方式以秩为二的矩阵为最小单位元素进行分解；所述步骤(6)的分解方法考虑一次缓存命中率，存储雅克比矩阵元素的4个工作数组合为1个工作数组，h，j，n，l四个元素依次寻址，其中4个工作数组分别对应所述雅克比矩阵中的h，j，n，l对应的行；将秩为2的矩阵乘法中计算元素放置到内部寄存器中；节点平均分配到不同block上，即block占优方法。