基于多级高阶辛Runge-Kutta方法的暂态稳定性并行计算方法.pdf

《基于多级高阶辛Runge-Kutta方法的暂态稳定性并行计算方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第39卷第11期电力系统保护与控制Vo1．39N0．112011年6月1日PowerSystemProtectionandControlJun．1．2011基于多级高阶辛Runge-Kutta方法的暂态稳定性并行计算方法汪芳宗，何一帆(三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002)摘要：将级2阶的辛Runnge-Kutta方法用于电力系统暂态稳定性计算，利用矩阵分裂技巧以及矩阵求逆运算的松弛方法，导出了一种新的暂态稳定性并行计算方法，具有较好的时间并行特性和超线性收敛性。利用IEEE145节点系统，对导出的并行算法进行了仿真测试和评估。仿真测试结果表明，所提出

2、的并行算法具有很好的收敛性，有效地解决了时间并行度与收敛性之间的矛盾，可以获得较高的加速比和很好的并行计算效率。关键词：暂态稳定性；辛几何方法；并行算法；矩阵分裂；松弛牛顿法Parallelcomputationoftransientstabilitybasedonmulti·-levelhigh·-ordersymplecficRunge·-KuttamethodWANGFang-zong，HEYi·fan(ElectricalEngineering&RenewableEnergySchool，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichan

3、g443002，China)Abstract：Inthispaper，the-stage2s-ordersymplecticRunge—Kuttam~hodisadoptedfornumericalcalculationofpowersystemtransientstability．ByanartfulsplittingofJacobianmatrixandusingrelaxationtechniqueofmatrixinverse，anewparallelalgorithmfortransientstabilitycomputationhasbeenderi

4、ved．Theproposedalgorithmisofcompleteparallel-in—time，andhassuper—linearconvergencerate．Fortest，IEEE145-buspowersystemisused，andthroughnumericalsimulationtheproposedalgorithmhasbeencomparedwiththeconvention~parallel—in-timeNewtonapproach．Thetestresultsshowthattheproposedalgorithmhasgo

5、odconvergencerate，canresolvethecontradictionbetweentheparallel-in—timedegreeandtheconvergencerate，andcanobtainhighspeedupandparallelcalculationeficiency．Keywords：transientstability；symplecticgeometryalgorithm；parallelalgorithm；matrixspliting；relaxedNewtonmethod中图分类号：TM712文献标识码：A文章编号：

6、1674．3415(2009)20—0022．05计算方法比较复杂，因为在电力系统暂态稳定性计0引言算中，待求变量在每一时刻的状态强烈依赖于前一并行计算技术是实现大规模电力系统实时和超时刻的状态，亦即不同时刻的状态变量彼此强烈相实时计算这一目标的有效途径L1J。有关电力系统暂关。因此，时间并行算法研究工作中所存在的主要态稳定性并行计算方法，大致可以分为三类：空间问题，是如何有效解决算法的时间并行度与收敛性并行、时间并行以及时间一空间并行。空间并行类之间的矛盾。方法又可以分为两类：一类是基于网络分割或矩阵近年来，研究人员已提出了不少新的数值积分分块、分裂思想的粗粒

7、度空间并行方法，例如波形方法，其中一类是著名的辛几何算法(以下简称辛松弛法；另一类是基于矢量计算的细粒度空间并行算法)[4-6]。辛算法是由我国已故著名学者冯康先生方法。粗粒度的空间并行方法适用于多CPU结构，及其研究小组，针对传统的Runge．Kutta方法不能而细粒度的空间并行方法只能采用矢量或向量处理保持Hamiltonian系统的辛几何结构以及具有人为器。国内有关空间并行计算方法的研究，绝大多数耗散等缺点而提出的。这一新方法的提出，为是采用粗粒度的空间并行。时间并行算法是通过同Hamiltonian系统的分析计算，同时也为微分方程数时求解多个积分步长来实

8、现并行求解。很易理解，值