一种复杂场景的工频电场计算方法及系统技术方案

本申请公开了一种复杂场景的工频电场计算方法，包括：获取复杂场景的基础数据，并利用基础数据对复杂场景的工频电场进行建模计算，得到电场计算模型；利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的目标模拟电荷法；利用目标模拟电荷法对电场计算模型进行计算，得到复杂场景的工频电场。显然，由于该方法是利用OpenMP并行算法中的PCAM，以多核并行的方式来计算复杂场景的工频电场，相比于现有技术当中，利用串行方式计算复杂场景的工频电场的方法，大大提高了计算复杂场景的工频电场的计算速度。相应的，本申请公开的一种复杂场景的工频电场计算系统，同样具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂场景的工频电场计算方法及系统
本专利技术涉及电网环保
，特别涉及一种复杂场景的工频电场计算方法及系统。
技术介绍
随着电网当中电压等级的提高，复杂场景的工频电场计算问题成为当前的一个研究热点。由于输电线往往架设在地形起伏较大、树木较多的复杂环境当中，所以，对于复杂场景中工频电场的计算较为困难。目前，对于复杂场景的工频电场的计算是采用串行计算的方式，但是，此种方法往往需要较长的计算时间。由此可见，如何提高复杂场景的工频电场的计算速度，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种复杂场景的工频电场计算方法及系统，以提高复杂场景的工频电场的计算速度。其具体方案如下：一种复杂场景的工频电场计算方法，包括：获取复杂场景的基础数据，并利用所述基础数据对所述复杂场景的工频电场进行建模计算，得到电场计算模型；利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的目标模拟电荷法；利用所述目标模拟电荷法对所述电场计算模型进行计算，得到所述复杂场景的工频电场。优选的，所述获取复杂场景的基础数据，并利用所述基础数据对所述复杂场景的工频电场进行建模计算，得到电场计算模型的过程，包括：获取所述复杂场景的所述基础数据，并通过MATLAB利用所述基础数据对所述复杂场景的工频电场进行建模计算，得到所述电场计算模型。优选的，所述利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的目标模拟电荷法的过程，包括：利用C语言编写的所述OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的所述目标模拟电荷法。优选的，所述利用所述目标模拟电荷法对所述电场计算模型进行计算，得到所述复杂场景的工频电场的过程，包括：通过mexFunction函数将所述MATLAB和所述C语言建立连接，得到编译环境；在所述编译环境中，利用所述目标模拟电荷法对所述电场计算模型进行计算，得到所述复杂场景的工频电场。优选的，所述利用所述目标模拟电荷法对所述电场计算模型进行计算，得到所述复杂场景的工频电场的过程之后，还包括：利用所述MATLAB展示所述复杂场景的工频电场的分布图。优选的，所述利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的目标模拟电荷法的过程，包括：利用预设划分规则划分所述模拟电荷法中的电荷，得到电荷统一分配法和电荷区别拆分法；其中，所述预设划分规则的表达式为：式中，t1为所述模拟电荷法中第一种电荷在所述OpenMP并行算法中的计算时间，t2为所述模拟电荷法中第二种电荷在所述OpenMP并行算法中的计算时间，n1为按照所述预设划分规则划分第一种电荷的个数，n2为按照所述预设划分规则划分第二种电荷的个数；利用所述OpenMP并行算法中的PCAM，对所述电荷统一分配法和所述电荷区别拆分法进行重新设计，以得到所述目标模拟电荷法。相应的，本专利技术还公开了一种复杂场景的工频电场计算系统，包括：模型建立模块，用于获取复杂场景的基础数据，并利用所述基础数据对所述复杂场景的工频电场进行建模计算，得到电场计算模型；算法设计模块，用于利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的目标模拟电荷法；电场计算模块，用于利用所述目标模拟电荷法对所述电场计算模型进行计算，得到所述复杂场景的工频电场。优选的，算法设计模块包括：电荷划分单元，用于利用预设划分规则划分所述模拟电荷法中的电荷，得到电荷统一分配法和电荷区别拆分法；其中，所述预设划分规则的表达式为：式中，t1为所述模拟电荷法中第一种电荷在所述OpenMP并行算法中的计算时间，t2为所述模拟电荷法中第二种电荷在所述OpenMP并行算法中的计算时间，n1为按照所述预设划分规则划分第一种电荷的个数，n2为按照所述预设划分规则划分第二种电荷的个数；算法设计单元，用于利用所述OpenMP并行算法中的PCAM，对所述电荷统一分配法和所述电荷区别拆分法进行重新设计，以得到所述目标模拟电荷法。可见，在本专利技术中，首先是获取复杂场景的基础数据，并利用获取到的基础数据对复杂场景的工频电场进行建模计算，得到复杂场景的电场计算模型，然后，利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的目标模拟电荷法，最后，利用目标模拟电荷法对电场计算模型进行计算，得到复杂场景的工频电场。显然，由于在本专利技术中是利用OpenMP并行算法中的PCAM，以多核并行的方式来计算复杂场景的工频电场，相比于现有技术当中，利用串行方式计算复杂场景的工频电场的方法，大大提高了计算复杂场景的工频电场的计算速度。相应的，本专利技术公开的一种复杂场景的工频电场计算系统，同样具有上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种复杂场景的工频电场计算方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的另一种复杂场景的工频电场计算方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的一种复杂场景的工频电场计算方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的又一种复杂场景的工频电场计算方法的流程图；图5为本专利技术实施例提供的电荷统一分配法的流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的电荷区别拆分法的流程示意图；图7为本专利技术实施例提供的场源外点P1的场量计算的示意图；图8为本专利技术实施例提供的500KV复杂场景下的山坡地形的模型示意图；图9为本专利技术实施例提供的电荷统一分配法、电荷区别拆分法和MATLAB的计算结果对比图；图10为本专利技术实施例提供的电荷统一分配法和电荷区别拆分法的并行加速比对比图；图11为本专利技术实施例提供的电荷统一分配法和电荷区别拆分法的并行计算效率对比图；图12为本专利技术实施例提供的一种复杂场景的工频电场计算系统的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种复杂场景的工频电场计算方法，如图1所示，该方法包括：步骤S11：获取复杂场景的基础数据，并利用基础数据对复杂场景的工频电场进行建模计算，得到电场计算模型；步骤S12：利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的目标模拟电荷法；步骤S13：利用目标模拟电荷法对电场计算模型进行计算，得到复杂场景的工频电场。可以理解的是，为了对复杂场景的工频电场进行计算，首先，需要获取复杂场景的基础数据，然后利用获取到的基础数据进行工频电场计算建模，得到复杂场景的电场计算模型。需要说明的是，此处的基础数据包括树木、房屋以及地形等参数信息，并且，利用基础数据对复杂场景的工频电场进行建模计算，是本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂场景的工频电场计算方法，其特征在于，包括：获取复杂场景的基础数据，并利用所述基础数据对所述复杂场景的工频电场进行建模计算，得到电场计算模型；利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的目标模拟电荷法；利用所述目标模拟电荷法对所述电场计算模型进行计算，得到所述复杂场景的工频电场。

【技术特征摘要】
1.一种复杂场景的工频电场计算方法，其特征在于，包括：获取复杂场景的基础数据，并利用所述基础数据对所述复杂场景的工频电场进行建模计算，得到电场计算模型；利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的目标模拟电荷法；利用所述目标模拟电荷法对所述电场计算模型进行计算，得到所述复杂场景的工频电场。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取复杂场景的基础数据，并利用所述基础数据对所述复杂场景的工频电场进行建模计算，得到电场计算模型的过程，包括：获取所述复杂场景的所述基础数据，并通过MATLAB利用所述基础数据对所述复杂场景的工频电场进行建模计算，得到所述电场计算模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的目标模拟电荷法的过程，包括：利用C语言编写的所述OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电荷法进行重新设计，得到适合在并行程序中运行的所述目标模拟电荷法。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述目标模拟电荷法对所述电场计算模型进行计算，得到所述复杂场景的工频电场的过程，包括：通过mexFunction函数将所述MATLAB和所述C语言建立连接，得到编译环境；在所述编译环境中，利用所述目标模拟电荷法对所述电场计算模型进行计算，得到所述复杂场景的工频电场。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述目标模拟电荷法对所述电场计算模型进行计算，得到所述复杂场景的工频电场的过程之后，还包括：利用所述MATLAB展示所述复杂场景的工频电场的分布图。6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述利用OpenMP并行算法中的PCAM对模拟电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐禄文，邹岸新，杨韬，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50