《大规模电力系统潮流计算的分布式GESP算法》.pdf

2010 年 6 月 电 工 技 术 学 报 Vol.25 No. 6 第 25 卷第 6 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jun. 2010 大规模电力系统潮流计算的分布式GESP 算法 谢开贵 张怀勋 胡 博 曹 侃 吴 韬 （重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室 重庆 400044 ） 摘要 并行计算已成为大规模电力系统潮流计算的主要解决手段之一。为取得良好的加速比 和并行效率，基于GESP 算法提出牛顿法潮流迭代计算中修正方程组求解的分布式算法。根据方 程组系数矩阵非零元主要集中于对角带及高度稀疏等特点确定系数矩阵的超节点，并基于超节点 的边界将潮流修正方程组的系数矩阵划分为若干个2 维分块矩阵以实现分块存储；在LU 分解过 程中，采用基于流水线技术的并行分解以提高计算速度。本文设计了分布式存储的并行算法，并 应用于3000 、12000 节点等不同规模电力系统。算例分析表明：在网络达到2000 节点及以上时， 本文分布式GESP 法相对串行计算和分布式牛顿法具有明显的速度优势。 关键词：大规模电力系统 潮流计算 GESP 算法 分块存储 流水线技术 分布式计算 中图分类号：TM744 Distributed Algorithm for Power Flow of Large-Scale Power Systems Using the GESP Technique Xie Kaigui Zhang Huaixun Hu Bo Cao Kan Wu Tao （State Key Laboratory of Power Transmission Equipment System Security and New Technology, Chongqing University Chongqing 400044 China ） Abstract Parallel computing has become a main means for power flow calculation of large scale power systems. In order to obtain a good parallel speedup and efficiency, this paper presents a distributed algorithm for solving linear power flow iteration equations of Newton approach using the Gaussian-elimination-with-static-pivoting (GESP) technique. Based on the properties of coefficient matrix, such as the diagonal dominance and sparsity, the matrix can be split into several blocks with a smaller dimension and be stored in a distributed storage mode based on the border of supernodes. The pipeline technique is also used to improve the efficiency of the proposed algorithm in the process of parallel LU decomposition. A distributed parallel algorithm for power flow is designed and applied to a num