【技术实现步骤摘要】
面向电力电子暂态仿真加速的图形处理器内存管理方法
本专利技术涉及一种电力系统仿真处理方法。特别是涉及一种适用于电力系统暂态建模仿真应用的面向电力电子暂态仿真加速的图形处理器内存管理方法。
技术介绍
近年来，电力系统在实际运行中面临着可再生能源的大规模接入以及交直流互联电网运行规模不断增加的挑战，使用传统的电磁暂态仿真算法研究其复杂的暂态特性及运行控制问题时会在计算资源和计算速度方面受到限制。而基于元件详细动态特性建模的电力系统电磁暂态仿真因其能够准确刻画微秒级的系统快动态过程，正逐渐在新能源电力系统的分析、设计与运行等方面获得更加广泛的重视与应用。此外，电网规模持续扩大及仿真时间尺度不断延伸给电磁暂态仿真提出了新的挑战，需要结合问题特性在计算效率方面做出改进。目前，提高暂态仿真的计算效率主要有两种思路：一是在仿真算法层面进行针对性的改进，二是利用硬件的并行特性对仿真程序进行加速，如多核CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)、FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)、GPU(GraphicProce...
【技术保护点】
1.一种面向电力电子暂态仿真加速的图形处理器内存管理方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在状态分析框架下，建立待仿真电力系统的暂态仿真模型，用如下的非线性微分方程组描述：
【技术特征摘要】
1.一种面向电力电子暂态仿真加速的图形处理器内存管理方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在状态分析框架下，建立待仿真电力系统的暂态仿真模型，用如下的非线性微分方程组描述：其中，x为电气系统和控制系统的状态变量，状态矩阵A表示系统微分方程中线性部分的系数，包括各状态量子模块及相互耦合关系，反映系统中用于求取状态变量x的相关信息，而g(t，x)则代表系统微分方程中的非线性部分，y是由状态变量x决定的输出量；2)进行系统初始化，初始化对象包括：状态矩阵A、状态变量初值x0、仿真起始时刻t0、仿真时间T、仿真步长h和函数其中设定当前时刻为仿真起始时刻tn＝t0，设置状态变量初值xn＝x0；根据状态矩阵A的维度计算待仿真电力系统中的状态更新矩阵的大小，在图形处理器设备端给仿真程序开辟固定的显存空间，初始化最近最少使用算法的计数序列；3)根据暂态仿真模型中的状态矩阵A以及设定的仿真步长h，在主机端计算状态更新矩阵4)将并行计算时用到的状态矩阵A、状态更新矩阵以及系统状态变量x由主机端内存传输到对应的图形处理器设备端显存上，将当前状态下的状态更新矩阵存储在图形处理器设备端的全局存储器上，判断已存储的矩阵数据是否超过分配给仿真程序的显存空间，若超过则继续下一步，否则转到步骤6)；5)更新最近最少使用算法的计数序列，采用最近最少使用算法，在图形处理器设备端分配给仿真程序的显存空间占满时，用新数据替换显存中的数据，并初始化对应于开关状态的最近最少使用算法的计数序列；6)在图形处理器上利用并行计算资源，使用基于指数积分的电磁暂态仿真方法对电气系统进行求解，得出状态变量x以及开关状态向量S，并传回主机端；7)通过开关状态向量S判断开关状态在本时步内是否改变，若不变则转至步骤11)，否则继续下一步；8)开关状态改变时计算tn时刻状态变量x的值；9)根据开...
【专利技术属性】
技术研发人员：王成山，吴蔚，李鹏，富晓鹏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12
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