[發(fā)明專利]一種基于GPU的大規(guī)模電力系統(tǒng)潮流并行計算的系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310588919.2
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103617150B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳德?lián)P;江涵;徐得超;李亞樓
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于GPU的大規(guī)模電力系統(tǒng)潮流并行計算的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括符號雅克比矩陣形成與分解模塊、初始化模塊、潮流方程右端項計算模塊、雅克比矩陣賦值模塊、LU分解模塊和前代回代模塊；

所述符號雅克比矩陣形成與分解模塊位于主機端，主機端將計算數(shù)據(jù)傳送到設(shè)備端；

所述潮流方程右端項計算模塊、雅克比矩陣的賦值模塊、LU分解模塊和前代回代模塊在設(shè)備端依次連接；

所述系統(tǒng)進行大規(guī)模電力系統(tǒng)潮流并行計算的方法包括：

步驟(1)將計算所需數(shù)據(jù)全部傳送到主機端；

步驟(2)生成符號雅克比矩陣并對其進行符號分解；

步驟(3)主機端將分解結(jié)果傳送到設(shè)備端；

步驟(4)執(zhí)行潮流方程右端項計算；

步驟(5)執(zhí)行雅克比矩陣賦值；

步驟(6)執(zhí)行LU分解；

步驟(7)執(zhí)行前代回代；

所述符號雅克比矩陣指不含數(shù)值，僅標(biāo)識非零元位置的雅克比矩陣；

所述步驟(6)包括將生成數(shù)據(jù)按照消去樹分層并行的方式以秩為二的矩陣為最小單位元素進行分解；

所述步驟(6)的分解方法考慮一次緩存命中率，存儲雅克比矩陣元素的4個工作數(shù)組合為1個工作數(shù)組，h，j，n，l四個元素依次尋址，其中4個工作數(shù)組分別對應(yīng)所述雅克比矩陣中的h，j，n，l對應(yīng)的行；將秩為2的矩陣乘法中計算元素放置到內(nèi)部寄存器中；節(jié)點平均分配到不同block上，即block占優(yōu)方法。

2.一種基于GPU的大規(guī)模電力系統(tǒng)潮流并行計算的方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟(1)將計算所需數(shù)據(jù)全部傳送到主機端；

步驟(2)生成符號雅克比矩陣并對其進行符號分解；

步驟(3)主機端將分解結(jié)果傳送到設(shè)備端；

步驟(4)執(zhí)行潮流方程右端項計算；

步驟(5)執(zhí)行雅克比矩陣賦值；

步驟(6)執(zhí)行LU分解；

步驟(7)執(zhí)行前代回代；

所述符號雅克比矩陣指不含數(shù)值，僅標(biāo)識非零元位置的雅克比矩陣；

所述步驟(6)包括將生成數(shù)據(jù)按照消去樹分層并行的方式以秩為二的矩陣為最小單位元素進行分解；

所述步驟(6)的分解方法考慮一次緩存命中率，存儲雅克比矩陣元素的4個工作數(shù)組合為1個工作數(shù)組，h，j，n，l四個元素依次尋址，其中4個工作數(shù)組分別對應(yīng)所述雅克比矩陣中的h，j，n，l對應(yīng)的行；將秩為2的矩陣乘法中計算元素放置到內(nèi)部寄存器中；節(jié)點平均分配到不同block上，即block占優(yōu)方法。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于GPU的大規(guī)模電力系統(tǒng)潮流并行計算的方法，其特征在于，所述步驟(2)中符號雅克比矩陣通過CSR格式按行存儲。

4.如權(quán)利要求2所述的一種基于GPU的大規(guī)模電力系統(tǒng)潮流并行計算的方法，其特征在于，所述步驟(2)中符號雅克比矩陣通過縱向鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示導(dǎo)納矩陣中元素的縱向聯(lián)系。