[发明专利]电磁暂态仿真中混合降阶模型的执行时间计算方法和装置

说明书

本申请公开了电磁暂态仿真中混合降阶模型的执行时间计算方法和装置，依据预先设定的混合降阶阈值，混合降阶生成对应的混合降阶模型。根据所述等值电导矩阵或所述混合降阶模型，确定所述等值电导矩阵的溢出非零电导总数、所述等值电导矩阵中含有非零电导的总行数以及所述等值电导矩阵包含的非零电导总数，依次确定所述混合降阶模型的数据传输时间、存储访问时间以及数据运算时间，最终确定混合降阶模型的执行时间。本申请可根据等值电导矩阵或混合降阶完成后形成的混合降阶模型确定执行时间，对降阶后生成的混合降阶模型的性能进行衡量，量化混合降阶后模型的计算性能，对电力系统的电磁暂态实时仿真提供支撑。

技术领域

本申请涉及电力传输领域，更具体地说，涉及电磁暂态仿真中混合降阶模型的执行时间计算方法和装置。

背景技术

电力系统实时仿真是认识电力系统特性，支撑电力系统研究、规划、运行、生产、装备制造，以及保障电力系统安全可靠运行的有效手段。随着电网发展进入了特高压交直流混联时代，在此背景下，大电网稳定特性正在发生深刻变化，交直流之间、多回直流之间相互耦合、直流送受端间相互影响等新特性逐渐显现，并且随着直流工程规模提升日趋复杂，已成为影响大电网安全稳定的关键因素。为了摸清交直流混联大电网的行为模式和运行特性，仿真模型的精确度和规模需要大幅提高，仿真的高需求使得研究者们转向了电力系统电磁暂态仿真技术。

而电磁暂态实时仿真对仿真各环节的用时要求苛刻，仿真计算是以步长为单位进行的，每一时间步长内都必须完成所有流程，包括计算时间、核间通信时间、多节点间通信时间、抖动时间等等，如果时间过长，就会导致步长溢出，即在给定步长内无法完成对应的任务。其中，等值电导矩阵的求解是电磁暂态实时仿真技术中的重要环节，混合降阶作为一种应用于电磁暂态实时仿真的等值电导矩阵的降阶方式，目前的现有技术暂未针对混合降阶等值电导矩阵的执行时间的计算方法，也无法量化电磁暂态实时仿真中等值电导矩阵的混合降阶后形成的混合降阶模型的计算量对仿真执行时间的影响。

本申请的方案，即是针对上述问题，提出一种电磁暂态实时仿真中针对混合降阶后等值电导矩阵的执行时间的计算方案，以支撑电力系统的电磁暂态实时仿真。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了电磁暂态仿真中混合降阶模型的执行时间计算方法和装置，对混合降阶等值电导矩阵后生成的混合降阶模型的执行时间进行计算和量化，以支撑电力系统的电磁暂态实时仿真。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种电磁暂态仿真中混合降阶模型的执行时间计算方法，包括：

依据预先设定的混合降阶阈值，对电磁暂态实时仿真的等值电导矩阵进行混合降阶处理，生成对应的混合降阶模型，所述混合降阶阈值大于零且小于所述等值电导矩阵各行包含的非零电导数量中的最大数，所述等值电导矩阵为n阶方阵且n为整数；

根据所述等值电导矩阵或所述混合降阶模型，确定所述等值电导矩阵的溢出非零电导总数、所述等值电导矩阵中含有非零电导的总行数以及所述等值电导矩阵包含的非零电导总数，所述溢出非零电导总数为所述等值电导矩阵中各行分别超过预先设定的混合降阶阈值的非零电导数量的数量和；

根据所述等值电导矩阵的溢出非零电导总数、所述等值电导矩阵中含有非零电导的总行数、所述等值电导矩阵的阶数和所述混合降阶阈值，结合获取得到的所述电磁暂态实时仿真的浮点数单位存储空间、整数单位存储空间、PCIe传输带宽和基于PCIe传输数据的固有延时，确定所述混合降阶模型的数据传输时间；

根据所述等值电导矩阵的溢出非零电导总数、所述等值电导矩阵中含有非零电导的总行数、所述等值电导矩阵的阶数和所述混合降阶阈值，结合获取得到的所述电磁暂态实时仿真的浮点数单位存储空间、整数单位存储空间、线程数、全局存储器总带宽和全局存储器时钟周期，确定所述混合降阶模型的存储访问时间；