GridPACK：一个用于可扩展电力系统仿真的统一开源高性能计算平台

《CSEE Journal of Power and Energy Systems》：GridPACK: A Unified Open-Source High-Performance Computing Platform for Scalable Power System Simulation

　　

摘要：

本文提出了 GridPACK，一个用于电网模拟的统一开源高性能计算（HPC）平台。基于 MPI 和 PETSc 构建，GridPACK 提供了可重用的并行基础设施、分布式网络、自动矩阵组装和可扩展求解器，用户无需具备并行编程专业知识即可在其上开发多种电力系统应用。六个应用模块共享相同的网络表示和求解器基础设施，实现了无缝的模块间工作流：潮流解直接初始化动态模拟，预想事故分析重用完整的潮流求解器，而动态安全评估则在单次并行执行中串联了这三者。这些模块包括具有电压和无功控制的潮流计算、预想事故分析、拥有超过 40 个已验证元件模型的暂态稳定性分析、电磁暂态模拟、状态估计以及用于强化学习的 HPC 模拟环境。该框架的扩展性进一步实现了大规模输配电联合模拟以及在 HPC 集群上并行执行外部工具。这种 HPC 可扩展性、多领域覆盖以及经验证的精度相结合，使 GridPACK 非常适合应对高比例逆变器电网和大规模 AI 驱动电力系统研究的新兴需求。