報告書番号

H11009

タイトル（和文）

電力系統瞬時値解析プログラムの開発（その５） ― 大規模疎行列LU分解アルゴリズムの改良によるXTAPの高速化 ―

タイトル（英文）

Development of an Electromagnetic Transient Analysis Program for Power Systems (Part 5): A Fast Algorithm for LU Decomposition of a Large Sparse Matrix

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電力系統の瞬時値解析に対するニーズの高まりを背景に，当所では電力系統瞬時値解析プログラムXTAPの開発を進めている。最近では，解析対象となる回路の大規模化などにより，解析時間の高速化が求められている。本報告では，解析時間の大半を占めることが多い回路方程式の求解プロセスを高速化するため，求解プロセスにおける疎行列のLU分解過程で必要となるデータ探索に対して，これを高速化する非零組合せ記録方式を提案している。提案手法を実装した疎行列演算ルーチンを開発したところ，従来のものと比べて，同期発電機モデルを含む解析回路などLU分解を頻繁に必要とするケースでは，最大で4.8倍の高速化が達成できた。また，計算精度についても検証を行い，実用上問題ないことを確認した。

概要 （英文）

Due to high demand for electromagnetic transient (EMT) analysis of power systems, CRIEPI has been developing XTAP, eXpandable Transient Analysis Program. For EMT analysis programs, faster simulations are always desired, since circuits to be simulated are becoming larger and larger. This report proposes a non-zero combination recording algorithm for fast search for non-zero elements in the LU decomposition of a large sparse matrix obtained from circuit equations. It should be noted that the solution process of the circuit equations occupies a large portion of the simulation time. A sparse matrix routine with the proposed algorithm has been developed. In a simulation case with a synchronous generator model which requires frequent LU decompositions, the developed routine is faster by 4.8 times than the conventional one. The accuracy of the developed routine is also validated in this report.

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