基于多核并行計算的電力系統(tǒng)故障計算方法研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)規(guī)模越來越大，節(jié)點數(shù)目越來越多，故障計算的計算量也逐漸增大。在大批量故障計算的求解過程中通常需要消耗大量的時間，無法滿足工程實際中快速求解的要求。而目前 CPU的時鐘頻率等性能的提升難度越來越大，所以想要單純依靠提升CPU性能來加快計算速度變得更加困難。隨著計算機(jī)多核CPU的出現(xiàn)和發(fā)展，并行計算為分析解決電力系統(tǒng)故障計算問題提供了有效的思路和方法。
　　傳統(tǒng)的單線程故障計算程序在多核計算機(jī)中無法直接獲得并行加速效果，只

2、能由其中一個執(zhí)行核心運行，其余核心處于閑置狀態(tài)。所以必須采用并行編程方法來對程序進(jìn)行多線程開發(fā)，才能使其在多核計算機(jī)中并行執(zhí)行。
　　本文首先對電力系統(tǒng)故障計算的原理和方法進(jìn)行了介紹，分析了故障計算程序的設(shè)計方法和步驟。之后介紹了并行計算的理論，并行計算分為共享內(nèi)存模型的單機(jī)并行和分布式存儲模型的多機(jī)并行，分析了二者的編程方法及適用情況，選擇采用基于共享內(nèi)存模型的OpenMP并行技術(shù)，并對其程序設(shè)計方法與性能進(jìn)行了分析。
　

3、　本文重點研究并實現(xiàn)了故障計算程序的并行化處理方法。對故障計算程序的多個部分進(jìn)行了并行化開發(fā)，其中包括多核并行讀取電力系統(tǒng)各個區(qū)的數(shù)據(jù)并分別進(jìn)行處理；針對節(jié)點導(dǎo)納矩陣轉(zhuǎn)換成節(jié)點阻抗矩陣過程的特點，多核獨立并行生成阻抗矩陣的各個列向量；阻抗矩陣生成之后，針對大量故障計算過程采用并行的方式執(zhí)行。
　　本文利用3000余節(jié)點的某實際電網(wǎng)系統(tǒng)模型對并行故障計算程序進(jìn)行測試。結(jié)果表明：采用基于OpenMP技術(shù)的多核并行計算方法能夠有效地提高