基于MPI的电力系统并行潮流计算与静态稳定性判断

摘要

随着社会的发展,现代电力系统已发展成为大容量、超高压、跨区域、结构复杂的大规模电力网络,电网规模越来越大。与此同时,随着计算机技术的不断发展,高性能比计算机的出现和高速网络的迅速发展,并行计算机开始出现并投入使用,因此并行处理技术也开始引入电力系统分析计算这一研究领域。并行潮流计算和静态稳定分析是减少计算大数据量时间的重要途径之一,而且在PC机群上实现并行潮流计算和静态稳定判断是一种低成本、高效率的解决方案。
　　论文首先介绍了并行计算的基本概念,MPI的基本知识以及MPI的实现和程序执行框架。然后介绍了机群系统,在此基础上构建了基于Windows和MPI的PC机群实验环境。
　　结合机群系统的特点,实现了适合机群计算的并行潮流算法,在所搭建的PC机群环境下采用IEEE39、IEEE118和IEEE300母线系统的并行潮流计算来验证,并对该算法的性能进行了测试。结果表明,在两台机上该算法减少了计算时间,并行效率分别为44.3％、55.65%、81.65%。
　　本文还设计实现了QR方法求矩阵特征值的并行算法,并分别求解150阶、300阶、500阶、800阶矩阵的特征值,以两台电脑运行时得到较高的的并行效率,其值分别为66.64%、72.54%、74.19%、82.82%。

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引言

1 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究的主要内容

2 MPI

2.1 并行计算概述

2.2 MPI系统简介

2.3 MPI的主要实现

2.4 MPI程序框架和执行

3 基于Windows和MPI的PC机群的构建及测试

3.1 机群系统概述

3.1 机群硬件环境

3.2 软件环境配置

3.3 实例测试与结果

4 基于MPI的并行潮流计算的实现

4.1 潮流并行算法的实现

4.2 并行潮流计算结果分析

5 基于MPI的电力系统静态稳定判断

5.1 电力系统静态稳定性

5.2 基于MPI的电力系统的静态稳定判断的并行实现

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 下一步的工作

参考文献

后记

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著