随着电网的不断发展,电力系统规模不断扩大复杂度逐渐提高,因而电磁暂态仿真的计算量也越来越大,基于CPU的传统电磁暂态仿真算法及模型已无法再满足当前的迫切需求。另一方面,近年来图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)迅速发展,已在大数据及神经网络等方面崭露头角,但其在电力系统中的应用较少。因此,研究如何利用GPU强大的计算能力来加速数值计算,从而提高电磁暂态仿真计算效率势在必行。本文以加速电磁暂态仿真计算为目的,分别从GPU并行加速和模型优化两个方面进行研究,设计了基于GPU的并行电磁暂态改进算法,并取得了一定的加速效果。本文开展的主要工作如下:首先,本文研究了旋转降频的基本原理,提出了一种基于三角变换的解析信号构造方法。在此基础上推导了单相无损、单相有损和三相输电线路的改进模型,并编程实现了输电线路分网大步长仿真,通过和传统模型计算结果对比分析,验证了模型的有效性。然后,本文研究了 GPU的架构和CUDA平台的编程模型。通过与CPU进行对比分析,本文对GPU并行计算的优点、不足以及CUDA内核函数的编程方法和特点做出了详细地研究。其次,本文研究了稀疏线性方程组求解的经典方法,分析各个方法的优劣以及在GPU上实现并行的可行性。在此基础上,从LU分解和前代回代求解两个方面进行了并行优化处理,并通过六组典型算例对比分析,验证了该算法的准确性性与效率。最后,在改进输电线路模型研究和稀疏线性方程组GPU并行求解研究的基础上,本文利用C++语言在Visual Stdio 2015平台上编写了简单的电磁暂态仿真程序,实现了线性方程组的并行求解和输电线路的大步长仿真算法。