電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定并行異步計(jì)算研究.pdf

1、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)使得機(jī)電暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真變得更加困難。單一計(jì)算機(jī)的串行仿真難以實(shí)現(xiàn)這一目的，只有寄希望于并行計(jì)算。
　　 本文首先用Newton-GMRES法求解電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算的超大規(guī)模非線性方程組。該方法的外迭代為經(jīng)典牛頓法，內(nèi)迭代為用GMRES法不精確求解雅可比方程。在內(nèi)迭代的每步只需用有限差分替代雅可比矩陣與向量的乘積運(yùn)算，從而無(wú)需顯式形成雅可比矩陣，且避免了雅可比矩陣的存儲(chǔ)，因此能大大節(jié)省計(jì)算機(jī)內(nèi)存，提高計(jì)算效率。在用G

2、MRES法求解內(nèi)迭代中的線性方程組前，先用稀疏近似逆預(yù)處理法對(duì)線性方程組的系數(shù)矩陣進(jìn)行預(yù)處理，以降低系數(shù)矩陣的條件數(shù)，加快GMRES迭代收斂速度。
　　 然后，本文提出了一種基于等值的機(jī)電暫態(tài)仿真并行異步新算法。其主要思想為：將原始網(wǎng)絡(luò)分割為若干弱耦合的子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)在仿真的每一時(shí)步進(jìn)行相互等值，各個(gè)子系統(tǒng)利用其他子系統(tǒng)傳遞來的等值信息進(jìn)行獨(dú)立迭代計(jì)算至收斂。在等值信息傳遞過程中，該算法使用了異步策略，即子系統(tǒng)在迭代計(jì)算過程

3、中，隨時(shí)監(jiān)聽其他子系統(tǒng)是否有新的等值信息傳來，從而能夠及時(shí)更新等值信息，加速迭代收斂。算例結(jié)果表明，該算法不僅具有較高的等值精度，而且具有較快的計(jì)算速度，已能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)在線仿真計(jì)算。利用并行通信軟件MPI中非阻塞通信可以將計(jì)算與通信重疊的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的異步通信。
　　 本文仿真基于的硬件設(shè)施是自己建立的一個(gè)6節(jié)點(diǎn)的小型PC集群。
　　 本文的研究成果進(jìn)一步豐富了電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)并行仿真計(jì)算方法，促進(jìn)了電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)并行仿真