基于多核CPU加速的電力系統(tǒng)并行潮流算法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電網(wǎng)規(guī)模的不斷變大，電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算復(fù)雜度也隨之變高，傳統(tǒng)串行潮流算法的性能已經(jīng)難以滿足實(shí)際生產(chǎn)要求，需要采用并行計(jì)算技術(shù)來(lái)加速潮流的計(jì)算過(guò)程。多核CPU是一種主流的并行計(jì)算硬件，本文研究采用多核CPU來(lái)加速牛頓-拉夫遜潮流計(jì)算，由于牛頓-拉夫遜潮流計(jì)算中核心部分是雅克比矩陣生成和潮流修正方程組求解，所以本文著重研究對(duì)雅克比矩陣生成和潮流修正方程組求解的并行加速策略，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，研究歸納了并行算法的設(shè)計(jì)

2、原則，接著對(duì)稀疏雅克比矩陣生成算法和left-looking稀疏LU分解算法進(jìn)行了并行度挖掘，提出了并行稀疏雅克比矩陣生成算法和并行l(wèi)eft-looking稀疏LU分解算法。
　　然后，基于Posix Pthread并行算法庫(kù)，在多核CPU上實(shí)現(xiàn)了并行稀疏雅克比矩陣生成算法和并行l(wèi)eft-looking稀疏LU分解算法。算法研究表明，電網(wǎng)規(guī)模越大，加速效果越明顯。在2.0GHZ的6核心CPU上，相對(duì)于單核CPU雅克比矩陣生成算法在

3、維數(shù)約為2000時(shí)取得加速，當(dāng)維數(shù)為12664時(shí)，取得4.61倍加速比;相對(duì)于串行KLU算法在維數(shù)約為5000時(shí)取得加速，當(dāng)維數(shù)為12664時(shí)，取得1.79倍加速比。另外，在多核CPU上對(duì)多米諾和分層兩種并行策略進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明多米諾并行的LU分解法在方程組維數(shù)大于500時(shí)開(kāi)始體現(xiàn)性能優(yōu)勢(shì)，當(dāng)維數(shù)為12664時(shí)，可取得1.31倍加速比。
　　最后，比較分析了多核CPU和GPU加速潮流計(jì)算的性能差異，GPU并行算法采用和多核