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)來加速潮流的計(jì)算過程。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，具體研究內(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，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上對多米諾和分層兩種并行策略進(jìn)行了對比分析，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)開始體現(xiàn)性能優(yōu)勢，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