1 Challenge the future Load Flow Problem Parallel Programming on the GPU with MATLAB Erik Berkhof.
-
Upload
diana-heyne -
Category
Documents
-
view
227 -
download
1
Transcript of 1 Challenge the future Load Flow Problem Parallel Programming on the GPU with MATLAB Erik Berkhof.
1Challenge the future
Load Flow ProblemParallel Programming on the GPUwith MATLAB
Erik Berkhof
2Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
3Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• VragenVermogen (P)
Stroom (I)Spanning (V)Weerstand (R)
4Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Complexe representatie van het vermogen en de stroom:
Kirchhoff’s circuit laws:Het behoud van lading en energie
en
5Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Power systeem model
6Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
We hebben 2N niet lineaire vergelijkingen:
7Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Newton-Rapshon methode
8Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
9Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Preconditioners
10Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
• Diagonal scaling
waarbij
• Incomplete decomposition
waarbij
een benedendriehoeksmatrix is.
11Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
GPU (Graphics processing unit)
Parallel programmeren
12Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Gebruik GPU in MATLAB
• gpuArray(X)• gather(X)• Veel functies werken op de GPU• arrayfun
13Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Nadelen gebruik GPU in MATLAB
• Kopiëren naar de GPU kost tijd.• Geheugen op de GPU.• Niet alle functies kunnen gebruikt worden.• Format sparse matrices.
14Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
15Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Incomplete decomposition preconditioner
Neem aan dat we hebben.
waaruit volgt
M.b.v. Neumann series geldt
We gebruiken
16Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Matpower
17Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Poisson matrix
18Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Format sparse matrix in MATLAB
19Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
20Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Matrix vector vermenigvuldiging
We willen berekenen.
21Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Matrix vector vermenigvuldiging
22Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Matrix vector vermenigvuldiging
Code GPU
23Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Codes Bi-CGSTAB
Au=b
• u=bicgstab(A,b)• Code type2• Code CPU1• Code GPU
Preconditioners
24Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
25Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Conclusie
• Parallel programmeren op de GPUin MATLAB kan speed up opleveren.
• Voor meer speed up voor het berekenen van de load flow problemis MATLAB niet handig. Gebruik hiervoor CUDA.
26Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Vragen
27Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Matrix vector vermenigvuldiging
28Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Matrix vector vermenigvuldiging
29Challenge the future
• Inleiding• Powersystemen• Load flow
problem• GPU en MATLAB• Resultaten voor
load flow problems
• Poisson matrix• Parallel
programmeren Bi-CGSTAB
• Conclusie• Vragen
Matrix vector vermenigvuldiging