负荷裕度作为度量电力系统电压稳定水平的性能指标,反应了系统承受负荷及故障扰动时,维持电压稳定的能力。随着电网规模不断扩大、可再生能源大规模并网、需求侧响应广泛应用,影响负荷裕度计算精度和效率的不确定因素越来越多。为实现电力系统负荷裕度的快速、准确计算,本文以负荷裕度的直接法为基础,提出一种基于CPU-GPU混合架构的电力系统负荷裕度并行求解方法,主要研究内容如下:首先,根据电压稳定临界点处潮流雅可比矩阵奇异,且零特征值对应的特征向量不为0的特点,构造一组表征电压稳定临界点性质的非线性方程组;然后,在采用牛顿法求解该非线性方程组过程中,为减少计算量和计算复杂度,本文借助了将修正方程降阶变换为四组同系数矩阵的低维线性方程组的方法,有效改善了直接法求解电力系统负荷裕度的计算效率;在此基础上,采用雅可比预处理器和不完全LU分解预处理器(incomplete LU decomposition preconditioner,ILU)相结合的两阶段预处理方法对降维后的线性方程组的系数矩阵进行预处理,改善系数矩阵特征值分布,进而采用基于GPU加速的双共轭梯度稳定法(biconjugate gradient stabilized method,BICGSTAB)实现降维线性方程组求解的并行化,提高负荷裕度的计算效率。最后,通过多组测试系统算例对所提算法的准确性、有效性和快速性进行分析、验证,结果表明,本文以计算电力系统负荷裕度的直接法为基础,提出的基于CPU-GPU混合架构的并行计算方法,可实现电力系统负荷裕度的快速、准确计算。