JP6300022B2 - スパースタブロー法を利用した電力系統の瞬時値解析システム - Google Patents
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Description
本形態におけるスパースタブロー法を用いた回路方程式は、回路にNn個の独立ノード、Nb個の回路部品(ブランチ)が存在すると仮定した場合、回路中のNn個のノードの電圧からなるベクトルu、Nb個の回路部品を流れる電流からなるベクトルi、Nb個の回路部品の両端電圧からなるベクトルvを未知変数として取り扱う。その回路方程式は次式で与えられる。
求解過程は、定式化過程で組立てた連立一次方程式である(2)式を解き、xを求める過程である。その手法には、通常、LU分解、前進・後退代入と呼ばれる効率的な行列演算手法が用いられ、特に (2)式中のFは、その要素の多くが零である疎行列となることから、非零要素のみを取り扱うことで高速に演算を行う疎行列演算手法が用いられる。
上記(8)式および(10)式に示すように、sの内部は、回路部品毎のJやEで構成されており、これが回路部品の内部状態となる。ここで、回路部品がインダクタンスやキャパシタンスなどの動的素子や、時刻によって値が変化する電圧源、電流源である場合、E、Jは時刻によって変化する。このため、更新が必要となる。この処理をすべての回路部品に対して行う過程が内部状態の更新過程となる。
1) まず、N個のタスクを実行時間が大きい順にソートする。
2) 各スレッドにタスクを先頭から順に1つずつ割り当てる。
3) スレッド毎に、自身に割り当てられたタスクの処理時間の合計を計算し、それが最も低いスレッドに、次のタスクを割り当てる。
4) 3)の処理をタスクが無くなるまで繰り返す。
並列化処理のオーバーヘッドを計測する。ここで、計測したオーバーヘッドをToverheadとする。
全Nb個の回路部品一つずつに対して、内部状態更新処理の実行時間を計測する。ここで、全回路部品の更新処理実行時間の合計をTtotalとする。
作成可能なスレッドの数をNthreadとしたとき、手順2で求めた実行時間を利用し、Nb個の部品を、BFD法を用いてNthread個のグループに分配する。分配の結果、i番目(i= 1、2、3、・・・Nthread)のグループの実行時間の合計をTthread、iとし、その中で最も大きいものをmax(Tthread、i)とする。
次の計算を行い、結果が真の場合は、各スレッドに手順3で分配した各グループの処理を割り当て、並列化処理を行う。偽の場合は並列化を行わず、従来通りの逐次計算を行う。
II 求解過程
III 内部状態更新過程
1 モード選択手段
2 逐次処理モード
3 並列処理モード
3A〜3D スレッド
Claims (4)
- 電力系統の回路方程式の作成をスパースタブロー法により作成する定式化過程と、前記回路方程式の求解を行なう求解過程と、前記電力系統の回路部品が持つ内部状態を更新する内部状態更新過程を有するとともに、所定時間の経過ごとに、前記求解過程および前記内部状態更新過程の処理を繰り返すスパースタブロー法を利用した電力系統の瞬時値解析システムにおいて、
前記内部状態更新過程は、
所定の数の部品の内部状態処理を時系列に逐次行う逐次処理モードおよび所定の数の部品の内部状態処理を複数のスレッドに分けて並列処理する並列処理モードのいずれかを選択するモード選択手段を有し、
前記並列処理モードにおいて各スレッドに処理を仕分けるに際しては各スレッドにおける処理容量が平準化されるように最適化するとともに、最適化後の各スレッドの処理時間中の最大処理時間に並列化に伴うオーバーヘッドを加味した最大並列処理時間と、前記逐次処理に要する逐次処理時間とを比較し、最大並列処理時間が短いときのみ並列処理モードで所定の内部状態更新を行うようにしたことを特徴とするスパースタブロー法を利用した電力系統の瞬時値解析システム。 - 請求項1に記載するスパースタブロー法を利用した電力系統の瞬時値解析システムにおいて、
前記最大並列処理時間と、前記逐次処理時間との比較の際には、前記逐次処理時間に所定の重みαを付けた下式(1)に基づく比較を行うようにしたことを特徴とするスパースタブロー法を利用した電力系統の瞬時値解析システム。
- 請求項1または請求項2に記載するスパースタブロー法を利用した電力系統の瞬時値解析システムにおいて、
前記並列処理モードにおける前記仕分はBFD(Best Fit Decreasing)法によることを特徴とするスパースタブロー法を利用した電力系統の瞬時値解析システム。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一つに記載するスパースタブロー法を利用した電力系統の瞬時値解析システムにおいて、
前記並列処理モードにおける並列化処理は、OpenMPによることを特徴とするスパースタブロー法を利用した電力系統の瞬時値解析システム。
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