我国交直流电力系统的日益扩大与复杂化对暂态稳定仿真的速度与精度提出了更高的要求。为此，提出了一种基于图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU）计算平台的暂态稳定双层并行算法。第一层为“交-直并行”，考虑直流系统动态的独立性，将交流系统与直流系统解耦，分别部署在CPU和GPU上计算。第二层为“直流系统时间并行”，直流系统在小步长下采用详细模型仿真，进一步在时间并行算法的框架下，使用GPU模拟实现了流水线计算，可灵活设置流水线条数，对多个直流系统多积分时步并行求解。最后，使用2个算例验证了该算法的有效性与实用性。计算结果表明：该算法可有效提高计算速度，为交直流系统稳定分析提供了新的解决思路。