基于同构有向图的电网多场景仿真GPU批量并行加速方法

来源：电工电能新技术杂志2020年第3期北京时间：

作者：宋炎侃， 陈颖， 于智同， 刘正元， 黄少伟， 苏大威， 徐春雷

单位：1. 清华大学电机系， 北京 100084；
\r\n2. 国网江苏省电力有限公司， 江苏 南京 210024

摘要：针对交直流电网复杂动态过程的分析离不开准确高效的批量电磁暂态仿真工具。为解决批量电磁暂态仿真效率低的问题，设计了基于同构有向图的电磁暂态仿真GPU批量并行加速方法。首先，提出了用以描述电磁暂态仿真流程的双层并行模型，并进一步提出了面向多场景电磁暂态仿真的同构有向图计算模型。最终，设计了面向多场景批量计算的线程体结构和GPU计算内核。测试结果表明，在NVIDIA P100平台上，针对风机网侧变流器的扫频分析与PSCAD相比加速可达400倍；针对13节点光储微电网的1024个场景批量相比多核CPU可加速80倍。本文算法通过深入发掘场景之间的同构计算特性和指令级并行特性，实现了显著的加速效果。

关键词：电磁暂态仿真, 批量计算, 同构有向图, 图像处理器

基金资助：国家电网有限公司总部科技项目（5455HJ180004）