[發明專利]一種基于運算樹GPU并行加速模型的電力系統潮流計算方法

在審

• 申請號: 202010474736.8
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111740424A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 董樹鋒;毛航銀;方睿
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司;浙江大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種基于運算樹GPU并行加速模型的電力系統潮流計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)潮流計算信息導入：導入量測信息、網絡拓撲結構、線路參數信息，形成量測向量z、節點導納矩陣Y；所述的量測信息包括節點電壓、節點注入功率；

(2)潮流計算初值設定：狀態變量的迭代值為x^k，設定算法初始迭代步數k等于0，則狀態變量的迭代初值為x⁰、收斂精度ε；

(3)矩陣向量元素計算：基于運算樹GPU并行加速模型，根據量測向量z、節點導納矩陣Y和當前狀態變量迭代值x^k計算當前迭代步的雅可比矩陣J(x^k)和量測修正量b(x^k)；

(4)修正方程組求解：求解下式中表示的線性方程組得到修正量Δx^k；

Δx^k＝J(x^k)^-1b(x^k)

(5)狀態變量修正：按下式計算

x^k+1＝Δx^k+x^k

(6)收斂性判斷：若下式滿足，則算法收斂，結束；否則令當前迭代步數k加1，然后返回步驟(3)，

||Δx^k||_∞≤ε。

2.根據權利要求1所述的一種基于運算樹GPU并行加速模型的電力系統潮流計算方法，其特征在于，所述的步驟(3)具體包括以下步驟：

(301)形成運算樹：針對所有雅可比矩陣J(x^k)和量測修正量b(x^k)的非零元運算式，根據每個運算式的后綴表達式生成運算樹；將生成的所有運算樹根節點對齊，形成運算森林；設定當前迭代層數i為運算森林的深度；

(302)迭代次數判斷：若i≤1，則結束步驟(3)，否則進入步驟(303)；

(303)并行線程開啟：對于運算森林的第i層，若一共有p(i)對兄弟節點，則開啟p(i)個GPU線程；

(304)并行線程計算：每一個GPU線程負責處理每一對兄弟節點，獲取兄弟節點的數值以及其父節點的運算符進行數值計算，并將計算得出的值寫入父節點中；

(305)線程同步：等待所有線程完成計算和更新；

(306)迭代次數更新：令迭代層數i加1，然后返回步驟(302)。

3.根據權利要求1所述的一種基于運算樹GPU并行加速模型的電力系統潮流計算方法，其特征在于，步驟(1)中所述的量測信息包括節點電壓和節點注入功率。