电力系统负荷裕度的并行计算方法研究

摘要：

为实现电力系统负荷裕度的快速、准确计算,该文以直接法为基础,提出一种基于CPU-GPU混合架构的电力系统负荷裕度并行求解方法.首先,根据电压稳定临界点处潮流雅可比矩阵奇异,且零特征值对应的特征向量不为0的特点,构造一组表征电压稳定临界点性质的非线性方程组;然后,在采用牛顿法求解该非线性方程组过程中,为减少计算量和计算复杂度,将修正方程降阶变换为4组同系数矩阵的低维线性方程组;在此基础上,采用雅可比预处理器和不完全LU分解预处理器(incomplete LU decomposition preconditioner,ILU)相结合的两阶段预处理方法对降维后的线性方程组的系数矩阵进行预处理,改善系数矩阵特征值分布,进而采用基于GPU加速的双共轭梯度稳定法(biconjugate gradient stabilized method,BICGSTAB)实现降维线性方程组求解的并行化,提高负荷裕度的计算效率;最后,通过多组测试系统算例对所提算法的准确性、有效性和快速性进行分析、验证.结果表明,文中所提算法可实现电力系统负荷裕度的快速、准确计算.

关键词：负荷裕度、直接法、CPU-GPU混合架构、预处理、双共轭梯度稳定法

所属期刊栏目：39

分类号：TM73(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2019-10-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：5105-5117,后插13