现代电力系统正面临动态过程日益复杂和仿真规模迅速扩大的严峻挑战。GPU（Graphic Process Unit）自进入科学计算领域以来，展示出了巨大的计算潜力。为此，研究面向GPU的电磁暂态并行计算方法，在理论和工程两方面均具有重要意义。 本项结合GPU 并行计算的特点，从效率分析、模型研究、算法设计和平台构建方面将并行计算理论加以发展并应用于电力系统电磁暂态仿真分析。在效率分析方面，提出了适用于电磁暂态计算的GPU基本运算耗时评估模型，研究影响GPU 并行计算效率的关键因素，在此基础上为分配GPU计算任务提供理论支撑。在模型研究方面，面向变流器外特性研究，提出了PWM变流器的分段平均化模型，使开关过程的处理并行化；面向变流器内部特性研究，提出了小步长开关模型的参数配置方法，消除了小步长模型带来的数值震荡问题。在算法设计方面，提出了面向GPU的电磁暂态细粒度仿真算法，并设计了兼容分段平均模型的EMTP算法，利用GPU实现了电磁暂态仿真的并行加速。最后，本项目设计了基于GPU的电磁暂态仿真平台。所设计的风电场算例仿真结果表明，该仿真平台对于大规模电力系统电磁暂态仿真具有极高的加速比。 本项目研究，系统地建立面向GPU 的并行计算研究框架，并为满足未来电力系统日益增长的仿真计算需求提供理论基础和技术支撑。 2100433B