基于辛Gauss方法及预处理GMRES方法的暂态稳定性并行计算.pdf

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1、第40卷第22期电力系统保护与控制Vl01．40No．222012年11月16日PowerSystemProtectionandControlNov．16，2012基于辛Gauss方法及预处理GMRES方法的暂态稳定性并行计算温柏坚，胡佳怡，郭文鑫，汪芳宗，李钦(1．广东电网电力调度控制中心，广东广州510600；2．三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002)摘要：将级2阶的辛GausS方法用于电力系统暂态稳定性计算，提出了一种新的并行计算方法。该算法首先将微分一代数方程组经多级差分后转化为大规模非线性方程组，并利用牛

2、顿法对其进行求解。在此基础上，利用矩阵分解方法将整体计算任务分解为两部分：一部分计算任务可按相应的级数或在不同的时间点上进行“解耦”，因而具有完全的时间并行性；对剩下的一部分计算任务，采用预处理GMRES方法对其进行空间并行求解，并为此提出了一种新的预处理方法。利用三个不同规模的算例系统，对所提算法的收敛性进行了测试，并在GPU上对算法进行了实际测试。测试结果表明，该算法可以获得很高的加速比，可以用于大规模电网暂态稳定性的实时分析计算。关键词：暂态稳定性；辛GausS算法；并行计算；GMRES方法；W-变换；预处理；GPUP

3、arallelcomputationofpowersystemtransientstabilitybasedonsymplecticGaussalgorithmandpreconditionedGMRESmethodWENBai-jian，HUJia．yi，GUOWen．xin，WANGFang．zong2，LIQin(1．GuangdongPowerGridPowerDispatching&ControlCenter,Guangzhou510600，China；2．SchoolofElectricalEngineering

4、andRenewableEnergy,ChinaThreeGorgesUniversity,Yichang443002，China)Abstract：Thispaperpresentsanovelparallelalgorithmforpowersystemtransientstabilitycomputation．Theproposedalgorithmusesthes-stage2s--ordersymplecticGaussmethodtoconve~thedifferential-algebraicsystemsim

5、ultaneouslyatStimepointsintoasetofnonlinearalgebraicequations，andthealgebraicsystemisthensolvedusingNewton’Smethod．Bytheuseofthematrixfactorizationtechnique，thesolutionofthelinearequationsinvolvedinNewton’Sprocessisdecomposedintotwoparts：thefirstpartisdecoupledacco

6、rdingtothestageoratdifferenttimepoints，thusitisfullyparallelizable-in-time，andthesecondpartissolvedusingapreconditionedGMRESmethodwhileanewprecOnditiOningwayhasbeenproposed．Theconvergenceoftheproposedalgorithmhasbeentestedonthreeexamplepowersystems．Furthermore，thep

7、roposedalgorithmhasbeenimplementedonasingleGPUbasedcomputer,andtheresultsshowtheproposedalgorithmachieveshighspeed—upratio，andcanbeappliedtothereal-timecomputationoflarge-scalepowersystemtransientstability．ThisworkissupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofC

8、hina(No．50977052)．Keywords．transientstability；symplecticGaussmethod；parallelcomputation；GMRESmethod；W-transformation；preconditioning；graphicsproc