母线导纳矩阵再审视：在现代计算机上它是否已过时？
系统与控制
2023-02-22 v1 系统与控制
摘要
母线导纳矩阵在电力工程中广泛用于网络建模。由于其高度稀疏，用于计算时需要较少的 CPU 运算量。与此同时，稀疏矩阵计算涉及大量索引与标量操作，这不利于现代处理器。在不使用导纳矩阵的情况下，节点功率注入及相应的稀疏雅可比矩阵可通过逐元素方法计算，该方法由一个高度规则的向量化求值步骤和一个归约步骤组成。本文从计算性能角度重新审视导纳矩阵，将其与逐元素方法进行比较。案例研究表明，对于具有数千至数十万母线的电网测试用例，导纳矩阵方法通常比逐元素方法更慢，尤其是在支持宽向量指令的 CPU 上。本文还分析了向量指令宽度与内存速度的影响，以预测未来计算机的发展趋势。
引用
@article{arxiv.2302.10736,
title = {Bus Admittance Matrix Revisited: Is It Outdated on Modern Computers?},
author = {Hantao Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.10736},
year = {2023}
}