並列処理による電力系統過渡解析の高速化

使用并行处理加速电力系统瞬态分析

• 批准号: 05750254
• 负责人: 前山 光明
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750254/
• 关键词: 並列処理; EMTP; 電力系統; トランスピュータ; 並列計算機

複雑化した電力系統において、信頼性向上や新技術の導入を行うために、EMTPに代表される過渡回路解析・潮流解析・系統安定度解析プログラムの更なる大容量化・高速化が望まれている。本研究は、電力系統と分布定数線路(以下、線路と呼ぶ)のEMTP等価回路の特殊性を利用した並列化EMTPプログラムの開発を目的として、1)本並列化EMTPアルゴリズムの有効性の実証、2)汎用性の高い並列処理作業(以下 タスクと呼ぶ)の割当法の提案、および、3)本アルゴリズムで解析回路の空間的分割に利用できる素子を分布定数線路以外の素子への拡張法の考察を行った。CPUの配置法やCPU間通信方法は並列計算機により異なるため、これら計算機固有の機能に依存するデータの通信を行うタスクと、これに依存しない回路解析タスクに作業を分担する方法を提案し、実際に、CPUの数が任意のパイプライン接続のトランスピュータ並列計算機用の並列化EMTPプログラムを作製した。このプログラムの並列化効率eta(逐次プログラムの解析時間とn個のCPUによる並列プログラムの解析時間の比)は、n=4の場合、小規模な回線でeta=3.7、大規模な回路において最大eta=3.9と非常に高い値であり、本並列化アルゴリズムが非常に有効であることを実証した。さらに、プログラム内の各処理部分の経過時間を測定し、etaの実測値が理論値で説明でき、このeta値がトランスピュータにおいて最適化された値であることを示した。また、領域分割に利用する素子として、線路以外に非線形インダクタンスが利用可能であること、および、逐次EMTPから並列化するうえで、修正を最小とするためにCPU間通信機能のある時間遅延素子の1素子のみを追加する修正法の提案を行った。

为了提高可靠性并在复杂的电力系统中引入新技术，希望进一步提高瞬态电路分析，流动分析和系统稳定性分析程序（例如EMTP）的容量和速度，以及更高的容量和更快的速度。这项研究旨在开发一个并行的EMTP程序，该程序利用EMTP等效电路的特殊电路和分布式恒定线路（以下称为行），并检查1）该并行EMTP算法的有效性，2）对于高度使用的处理方法（以下是多功能的处理方法）可用于使用该算法将分析电路分配给分布式恒定线以外的元素。由于CPU分配方法和CPU-to-CPU通信方法取决于平行计算机，因此我们提出了一种共享任务的方法，该方法涉及数据通信，该数据取决于计算机特异性功能和不取决于此的电路分析任务，并实际上创建了一个并行化的EMTP程序，用于与POIPLAILE COMPUTER与CPUS cpus的ProipeLalle Computer a Propallale Computer cppus的cpus emtement cpus emtecter cpus的数字。当n = 4时，该程序的平行化效率ETA（顺序程序的分析时间与与N CPU的平行程序的分析时间的比率）非常高，在小电路上eta = 3.7，在大电路上ETA = 3.7，表明该并行化算法非常有效。此外，测量了程序中每个处理部分的经过的时间，并且可以将ETA的实际测量值解释为理论值，表明该ETA值是变速器中的优化值。此外，我们提出了一种修改方法，其中非线性电感可用于除线以外的其他区域，作为该区域划分的元素，并且为了最大程度地减少顺序EMTP的校正，仅添加了带有CPU通信功能的时间延迟元素的一个元素。

项目成果

鈴木 光明: "並列処理によるEMTP電力系統過渡解析の高速化" 平成5年電気学会全国大会. 9. 54-54 (1993)

Mitsuaki Suzuki：“使用并行处理加速 EMTP 电力系统瞬态分析”1993 年日本电气工程师学会全国会议 (1993)。

前山 光明: "並列処理によるEMTP電力系統過渡解析の高速化II" 平成6年電気学会全国大会. (1994)

Mitsuaki Maeyama：“使用并行处理 II 加速 EMTP 电力系统瞬态分析”1994 年日本电气工程师学会全国会议（1994 年）。