基于矢量指令集的三相潮流并行计算方法

摘要：

随着互联电网规模不断扩大,电力网络分析计算对计算速度的要求日益提高.高级矢量扩展指令集(advanced vector extensions,AVX)是应对大规模浮点运算所提出的基于SIMD的快速并行计算解决方案,最高可以将浮点运算能力提升16倍.以电力系统三相潮流计算为研究对象,采用快速YBUS潮流算法计算.对迭代方程组求解过程进行改造,将8×8的矩阵与8×1的向量作为运算单元,利用AVX指令集实现运算单元的基本计算与求逆的矢量化算法,完成了基于运算单元的方程因子表分块求解算法;将三相潮流方程节点导纳矩阵的三相模型部分对应的6×6矩阵和6×1向量扩展到8×8矩阵和8×1向量构成的运算单元中,其他部分则有序填充至运算单元中.采用半动态节点优化编号,建立了以运算单元为单位的分块稀疏系数矩阵,基于运算单元运算符的矢量化重载实现了三相潮流方程并行求解.使用IEEE标准三相算例进行测试,结果表明,三相潮流矢量化并行算法与原有算法结果一致,在时间性能上具有高效性.

关键词：三相潮流、矢量指令集、并行计算、高斯法潮流、计算优化

所属期刊栏目：47

分类号：TM721(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：中国电力科学研究院技术服务项目

在线出版日期：2023-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1151-1158