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Lightning performance analysis of transmission lines using the Monte Carlo method and parallel computing

  • Autores: Juan A. Martínez-Velasco, Javier Corea Araujo, Samir Bedoui
  • Localización: Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería, ISSN-e 0718-3305, ISSN 0718-3291, Vol. 26, Nº. 3, 2018, págs. 398-409
  • Idioma: inglés
  • Títulos paralelos:
    • Análisis del comportamiento de líneas de transmisión frente al rayo mediante el método de Monte Carlo y cálculo paralelo
  • Enlaces
  • Resumen
    • español

      El análisis del comportamiento de una línea aérea frente al rayo es una parte importante del proceso de diseño de la línea. Debido a la naturaleza aleatoria del rayo, este análisis se debe realizar mediante cálculo estadístico, generalmente basado en el método de Monte Carlo. Los procedimientos más utilizados se basan en el empleo de un programa tipo EMTP (ElectroMagnetic Transients Program). El número de simulaciones a realizar con el método de Monte Carlo y la complejidad del modelo de línea necesario cuando se usa un programa tipo EMTP hacen que el tiempo de simulación sea muy largo. Una opción para reducir este tiempo es el empleo de cálculo paralelo: la distribución de las tareas de cálculo entre varios procesadores puede reducir el tiempo en una proporción próxima al número de procesadores. Este artículo resume el trabajo realizado por los autores para analizar el comportamiento de una línea aérea de transmisión frente el rayo mediante una herramienta de simulación tipo EMTP, un procedimiento basado en el método de Monte Carlo en el que el EMTP es controlado desde una aplicación implantada en MATLAB, y el empleo de una instalación multiprocesador.

    • English

      An accurate calculation of lightning overvoltages is crucial for the design of overhead lines. Given the random nature of the lightning phenomenon, the procedure to be used must be statistical and generally based on the Monte Carlo method. Several simulation tools have been used to date for estimating the lightning performance of transmission lines. Some popular approaches use an EMTP-like tool. This type of approach has some drawbacks: the line must be represented using a complex and sophisticated model, and the application of a Monte Carlo method requires a high number of runs. A solution to this problem is the usage of a parallel computing environment, which can reduce the simulation time in a ratio close to the number of cores used in calculations. This paper presents a summary of the effort made by the authors for the development of a Monte Carlo procedure aimed at estimating the lightning performance of transmission lines by means of an EMTP-like tool and the use of a multicore installation, in which the EMTP is controlled from a custom-made application implemented in MATLAB.


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