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GPU Parallel-Rate Exponential Integrator Algorithm for Efficient Simulation of Power Electronic Systems
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OA
AI
DOI：10.1109/OAJPE.2026.3659790.png)
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摘要
En 中文
电磁暂态（EMT）仿真对于电力电子变换器的分析、设计和电力及能源系统的快速控制原型设计至关重要。本文提出了一种多粒度GPU并行速率指数积分器（EI）算法，用于电力电子系统的快速离线EMT仿真。所提出的并行速率EI算法利用大规模并行GPU架构来并行计算多个离散化步长。EI算法在每个时间步内的矩阵-向量计算也被并行化。此外，提出了一种基于GPU的新型框架，用于在仿真循环开始前进行矩阵指数的高效数值预计算。高度的并行性相较于单线程CPU实现带来了显著的仿真加速。高阶EI算法的离散化技术绝对稳定，无数值振荡，并能以大时间步长实现精确的微分方程离散化。所提出的并行速率EI求解器进一步被应用于精确检测无源/二极管开关事件。两个案例研究用于验证并行速率EI算法的准确性和效率。另外两个案例研究展示了所提出的矩阵指数并行预计算技术的优势。
Keyword:
Electromagnetic transients (EMT)
exponential integrator (EI)
graphics processing unit (GPU)
multi-granular parallel simulation
phi-function precomputation
power electronic converter simulation
期刊
I
IF:
3.2
论文数:
391
被引数:
826