[發(fā)明專利]一種GPU加速的電力潮流下三角方程組前推方法

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• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107392429A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周贛;姚瑤;孫立成;張亮;李琦;何朝偉;馮燕鈞
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/12;G06T1/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 張婧

1.一種GPU加速的電力潮流下三角方程組前推方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

(1)CPU中根據(jù)雅可比矩陣的LU符號分解結(jié)果，即下三角變換矩陣L的稀疏結(jié)構(gòu)，對下三角變換矩陣L各行進行并行化分層，并將計算所需數(shù)據(jù)傳輸至GPU；

(2)GPU中按層次遞增的順序啟動分層LU前推運算內(nèi)核函數(shù)LUForward。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPU加速的電力潮流下三角方程組前推方法，其特征在于：所述步驟(1)中，并行化分層將下三角變換矩陣L的n行歸并到MaxLevel層中，屬于同一層中的行之間相互獨立，可并行進行前推運算；每層包含的行的數(shù)量為Levelnum(k)，k表示層號；存儲第k層中所有行號至映射表Map_k；最后CPU將GPU計算所需數(shù)據(jù)傳輸給GPU，GPU計算所需的數(shù)據(jù)包括：下三角變換矩陣L，矩陣維度n，線性方程組右端向量b，層數(shù)MaxLevel，每層包含的行數(shù)Levelnum以及映射表Map。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPU加速的電力潮流下三角方程組前推方法，其特征在于：所述步驟(2)中，LU前推運算內(nèi)核函數(shù)定義為LUForward<N_blocks，N_threads>，其線程塊大小N_threads固定為128，當(dāng)對k層進行計算時，線程塊數(shù)量N_blocks＝(Levelnum(k)-1)/N_threads+1，調(diào)用內(nèi)核函數(shù)LUForward<N_blocks，N_threads>來計算屬于第k層的所有行。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的GPU加速的電力潮流下三角方程組前推方法，其特征在于：所述內(nèi)核函數(shù)LUForward<N_blocks，N_threads>的計算流程為：

(2.1)CUDA自動為每個線程分配線程塊索引blockID和線程塊中的線程索引threadID；

(2.2)將blockID和threadID賦值給變量bid和t，聯(lián)合變量bid和t來索引bid號線程塊中的t號線程；

(2.3)第bid號線程塊中的t號線程負(fù)責(zé)計算映射表Map_k中第bid*blockDim+t行，設(shè)行號為j，j＝Map_k[bid*blockDim+t]，其中，blockDim＝N_threads；

(2.4)第bid號線程塊的t號線程中，變量i從1遞增到j(luò)-1，當(dāng)且僅當(dāng)L(j，i)≠0時，采用公式y(tǒng)(j)＝b(j)-y(i)×L(j，i)來計算前推運算結(jié)果y的第j個元素y(j)；

(2.5)采用公式y(tǒng)(j)＝y(tǒng)(j)/L(j，j)更新y(j)。