学习mpi的电力系统潮流的并行算法研究及其实现

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1、总第48卷第548期电测与仪表VOI．48N0．5482011年第8期ElectricalMeasurement&InstrumentationAug．2011基于MPI的电力系统潮流的并行算法研究及其实现刘耀年，艾吕泽，禹冰，于晶，张伟民。(1．东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012；2．河南省电力公司洛阳供电公司，河南洛阳470123；3．云南电网公司电力教育中心，昆明650204)摘要：提出了一种不受进程个数限定的电力系统潮流并行算法，算法按机器的个数划分进程，并用等间隔跳跃与指定相结合的方式将系数矩阵的各行分配

2、给各个进程，最后利用并行消息传递接口MPI在计算机机群上实现了该算法。计算结果表明，对于规模较大的电力系统，该算法能有效地提高潮流计算速度。关键词：潮流并行算法；进程数；MPI；三角分解中图分类号：TM744文献标识码：A文章编号：1001—1390(2011)08—0059—04AnalysisofPowerSystemTideParallelAlgorithmBasedonMPILIUYao-nian，AILv—ze，YUBing，YuJing，ZHANGwei—min。(1．ElectricEngineeringDep

3、artment，‘NortheastDianliUniversity，Jilin132012，Jilin，China．2．LuoyangPowerSupplyCompany，Luoyang470123，Henan，China．3．PowerEducationCenterofYunnanPowerGridCorporation，Kunming650204，China)Abstract：Apowersystemtideparallelalgorithmwhichuncontaminatedbythenumberofprocess

4、esisintroduced．Theprocessofthismethodisdividedbythecomputernumber．Thenthelinesoffixedequationcoefficientmatrixareputintoeveryprocessbasedontheprincipleofcombiningequallyspacedjumpingandassignment．Atlast，thisalgorithmisrealizedincomputerfleetbytheMessagePassingInter

5、face．Thecalculationresultsshowthatthealgorithmcanimprovetheflowcalculationspeedinthelargescalepowersystem．Keywords：systemtideparallelalgorithm，processnumber，MPI，triangularfactorization0引言决了因导纳矩阵维数不能被进程数整除而难以并行现代电力系统已经发展成一个全新的电力网络，的问题。不但容量大、规模大、区域跨度大，而且结构复杂电压1P—Q分解法

6、的潮流计算模型等级高。对于电力系统的潮流计算而言，要对如此之电力系统潮流计算是用来描述电网稳定状态特多的数据自如地进行实时分析，传统的串行计算方法性的，它是根据给定的运行条件，确定系统的电压及已经无法实现，这就使得潮流并行算法同与之相对应功率。从数学的角度讲，这个过程就是在满足特定约的并行软件的开发，对规模较大的电力系统的仿真计束条件的前提下，求解一组非线性方程。算起到关键性作用『1]。对于一个有n个节点的电力系统，假定其PQ节点基于分块思想[21的潮流并行算法是将表征电力系编号为从1到m；PV节点编号为从+1)到(一1)，

7、平衡统网络特性的系数矩阵A，分成通过协调部分互联的节点的编号为。由每个Pv或PQ节点都能够列写出一多个子矩阵，各个子矩阵都能够独立求解，进而对潮个有功功率的不平衡方程：流求解并行性进行研究。潮流并行计算的逆矩阵法、a8=8一一二∑U／GqcosSo．+B／jsinSi9cos60+BsinSi9(1)稀疏矢量法和多重因子化法均是以线性方程组的前代回代和因子分解过程为切人点实现并行的『3]。同时对每个PQ节点又能够再列写出一个无功功本文在研究潮流串行算法的基础上，提出了一种率的不平衡量方程：不受进程数限定的电力系统潮流并行算法

8、。该算法解．59．总第48卷第548期电测与仪表VoI．48No．5482011年第8期ElectricalMeasurement&InstrumentationAug．20116。若以编号l为的处理器的第i行作为主行，并将AQi=Qi-si—B晦)(2)它播送给所有的处理器。则编号在前面