基于图形处理器加速的电网全网拓扑分析算法

作     者：郑逸凡 周赣 傅萌 王子恒 冯燕钧 ZHENG Yifan;ZHOU Gan;FU Meng;WANG Ziheng;FENG Yanjun

作者机构：东南大学电气工程学院江苏南京210096 中国电力科学研究院有限公司江苏南京210003 

出 版 物：《电力自动化设备》 (Electric Power Automation Equipment)

年 卷 期：2022年第42卷第5期

页      面：183-190页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51877038) 

主　　题：大电网 厂站拓扑分析 并行计算 图论 图形处理器 

摘      要：随着电网规模的扩大以及电力系统互联水平的提高,电网分析计算的计算量显著上升。图形处理器(GPU)等并行计算设备能够提高大电网分析的计算效率,但电网分析计算中的串行电网拓扑分析已经成为影响并行算法计算效率的重要因素,亟待得到加速。作为电网拓扑分析加速问题的难点,全网拓扑分析可采用并行算法进行加速。为此,提出了一种基于GPU加速的电网全网拓扑分析算法:将电力系统网架模型抽象为利于并行解耦调用的压缩数组形式;以前驱数组法为基本思想,设计了优化并行的厂站拓扑分析方法,以从电网特性中挖掘厂站间及节点间的并行性;以此为核心,提出了基于GPU加速的电网全网拓扑分析算法。算例的测试结果表明,相比传统串行算法、多核中央处理器并行算法,所提基于GPU加速的电网全网拓扑分析算法运用于规模较大的电网时能分别取得7.242倍、2.148倍的加速比,显著加快了大电网全网拓扑分析的速度,进而提高了各类电网分析计算的整体效率,具有潜在的工程应用价值。