[发明专利]基于GPU并行技术的导线弧垂计算方法

摘要

本发明公开了基于GPU并行技术的导线弧垂计算方法，包括如下步骤：步骤A)获取计算时的基本参数，包括气象区参数和导线参数；步骤B)将杆塔按照电力领域的业务规则分组到各个耐张段中，根据基本参数单独计算各个耐张段中杆塔参数和档距参数，获得各个耐张段中杆塔参数和档距参数；步骤C)在GPU图形处理器中按各个耐张段获得杆塔参数和档距参数，并行计算导线的应力和导线的弧垂。本发明通过上述原理，能够对大量弧垂数据进行并行处理，处理速度和处理数据的准确性大大提高，非常适合在农配网中使用。

主权项

1.基于GPU并行技术的导线弧垂计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A)获取计算时的基本参数，包括气象区参数和导线参数；步骤B)将杆塔按照电力领域的业务规则分组到各个耐张段中，根据基本参数单独计算各个耐张段中杆塔参数和档距参数，获得各个耐张段中杆塔参数和档距参数；步骤C)在GPU图形处理器中按各个耐张段获得杆塔参数和档距参数，并行计算导线的应力和导线的弧垂；其中，步骤A)中气象区参数包含低温、大风、结冰和常温4个工况，每条工况记录的参数由温度t、风速v和冰厚δ组成；导线参数包括最大拉断力Fmax、导线截面积S、综合弹性系数α、线膨胀系数E、导线直径d和导线单位质量P；根据步骤C)得到导线的应力用σ表示，其计算步骤如下：根据气象区参数和导线参数求得导线在任意一个工况下的综合比载γm的方程式如下:γ3＝γ1+γ2           (3)上述式中δ和v为对应一个工况记录的冰厚和风速，d为导线直径，S为导线截面积，P为导线单位质量；根据公式(5)得到对应一个工况记录的已知条件系数：公式(6)中E为线膨胀系数，γm2、σm和tm依次代表一个工况记录下的综合比载γ72、允许拉断应力和温度，α为导线的综合弹性系数，E为线膨胀系数，Lp为耐张段的代表档距；将已知条件系数Fm在低温、大风、结冰和常温这4种工况下的值进行比较，得出最大值Fmax对应的工况作为控制工况，得到状态方程：Lp为耐张段的代表档距，t为系数Fm最大时对应的工况下的温度，γ为该工况下的综合比载γ7的值，根据方程(7)求得水平应力σ；步骤C)中导线的弧垂用fx表示，其计算步骤如下：根据方程(7)求得的水平应力即可计算各个杆塔的大小号侧的垂直档距：β为耐张段各档的高差角β1、β2、β3、…、βn，L为耐张段的代表档距L1、L2、L3、…、Ln，γ为系数Fm最大时对应的工况下的综合比载γ7的值；根据方程(7)、方程(8)和各个工况下的水平应力σ和弧垂计算公式求得每个杆塔之间的弧垂数据：上述公式中各系数的取值为大于0的正数，γ为系数Fm最大时对应的工况下的综合比载γ7的值，X为弧垂上的采样点值，β为耐张段各档的高差角β1、β2、β3、…、βn，σ为方程(7)中算的水平应力值，LOA是方程(8)中算出的垂直档距。