一种合闸隔离开关风振安全评估方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及风电设备的风振安全评估技术领域，具体涉及一种合闸隔离开关风振安全评估方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.大风天气下，由于受动静触头相对变形过大影响，隔离开关的开合闸操作可能遇到困难，出现无法合闸的情况。蒲福风级6级(平均风速为10.8-13.8米/秒)或以上的风为大风。不同区域包括特高压在内的多个变电站，其户外场直流隔离开关、接地开关等部分支柱类开关设备在大风天气时会发生大幅风振现象，尤其是水平合闸式隔离开关，也是受风振影响较大的支柱类设备之一，运行经验表明，大风地区变电站部分支柱类设备风振现象显著，对变电站安全稳定运行构成严重威胁。
3.现阶段研究多是针对隔离开关各组件结构受力分析和试验研究，在大风天气下针对变电站(换流站)隔离开关开合闸操作安全性缺乏技术依据和方法，不能根据隔离开关当前环境给出快速、可靠判断。


技术实现要素：

4.为了解决目前隔离开关开合闸操作的安全性判断缺乏技术方法的问题，本发明提出了一种合闸隔离开关风振偏移量的获取方法，所述获取方法包括：
5.获取所述隔离开关的风振参数测量值；
6.将所述风振参数测量值与预先建立的风振偏移量数据库中的参数条件进行比对，若所述风振参数测量值与所述参数条件一致，则使用所述风振偏移量数据库中与所述风振参数测量值对应的偏移量作为所述隔离开关的实际偏移量，否则，基于所述风振参数测量值、参数条件及所述参数条件对应的偏移量，采用插值法获得所述隔离开关的实际偏移量；
7.其中，所述预先建立的风振偏移量数据库是基于所述隔离开关在不同参数条件下的风振试验数据构建的。
8.优选的，基于所述风振参数测量值、参数条件及所述参数条件对应的偏移量，采用插值法获得所述隔离开关的实际偏移量包括：
9.基于所述风振参数测量值、参数条件及所述参数条件对应的偏移量，采用下述中的一个或多个获得所述隔离开关的实际偏移量：长度插值法、风速插值法和风速分解法；
10.其中，所述风振参数测量值包括所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、导电管长度、风速和风向，所述参数条件包括所述风振试验中给定的导电管材质、导电管密度、导电管长度、风速和风向。
11.优选的,采用下述中的一个或多个步骤获得所述隔离开关的实际偏移量：
12.当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、风速和风向分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，采用所述长度插值法计算所述实际偏移量；
13.当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、导电管长度和风向分别与所述
风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，采用所述风速插值法计算所述实际偏移量；
14.当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、导电管长度和风速分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，采用所述风速分解法计算所述实际偏移量；
15.当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度和导电管长度分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，采用所述风速分解法计算所述实际偏移量；
16.当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度和风速分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，先采用所述长度插值法分别计算实际的导电管长度在所述风振偏移量数据库中的各个风速条件和各个风向条件下对应的偏移量数据，并将计算得到的偏移量数据补充到所述风振偏移量数据库中，再采用所述风速分解法计算实际风向下的偏移量；
17.当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度和风向分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，先采用所述长度插值法计算实际导电管长度在所述风振偏移量数据库中的各个风速条件和各个风向条件下对应的偏移量数据，并将计算得到的偏移量数据补充到所述风振偏移量数据库中，再采用所述风速插值法计算实际风速下的偏移量；
18.当所述隔离开关实际的导电管材质和导电管密度分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，先采用所述长度插值法计算实际导电管长度在所述风振偏移量数据库中的各个风速条件和各个风向条件下对应的偏移量数据，并将计算得到的偏移量数据补充到所述风振偏移量数据库中，再采用所述风速分解法计算实际风速和实际风向下的偏移量。
19.优选的，所述隔离开关的风振偏移量数据库的构建方法包括：
20.对不同导电管材质、不同导电管密度、不同导电管长度的所述隔离开关在相同的风速条件和相同的风向条件下进行风振试验，并改变风速和风向重复所述风振试验，获得所述隔离开关在给定参数条件下的偏移量数据；和/或
21.采用所述插值法计算缺失参数条件下的偏移量数据；由所述给定参数条件及其对应的偏移量数据和所述缺失参数条件及其对应的偏移量数据构建所述风振偏移量数据库。优选的，所述长度插值法包括：
22.由所述风振偏移量数据库中与实际的导电管长度相邻的两个导电管长度以及所述两个导电管长度对应的偏移量数据建立偏移量关于导电管长度的线性方程；
23.将实际的导电管长度代入所述偏移量关于导电管长度的线性方程计算所述实际偏移量。
24.优选的，所述风速插值法包括：
25.由所述风振偏移量数据库中与实际的风速相邻的两个风速以及所述两个风速对应的偏移量数据建立偏移量关于风速的线性方程；
26.将实际的风速代入所述偏移量关于风速的线性方程计算所述实际偏移量。
27.优选的，所述风速分解法包括：
28.利用风速三角函数将实际的风速分解到与所述风振偏移量数据库中的风向一致的方向上，得到两个分解风速；
29.由所述风振偏移量数据库中与所述分解风速相邻的两个风速及所述两个风速对
应的偏移量数据分别建立偏移量关于两个所述分解风速的线性方程；
30.将两个所述分解风速分别代入偏移量关于所述分解风速的线性方程，获得两个所述分解风速对应的偏移量数据作为两个分解偏移量；
31.由偏移量合成式计算所述两个分解偏移量的合成偏移量作为实际风向下的偏移量。
32.优选的，所述风速三角函数如下式所示：
[0033][0034]
式中，v1为面向隔离开关的动触头时水平方向上的分解风速，v2为面向隔离开关的动触头时垂直方向上的分解风速，θ为风向夹角，v为实际风速。
[0035]
优选的，所述偏移量合成式如下式所示：
[0036][0037]
式中，s
last
为目标偏移量，s
last-1
为面向隔离开关的动触头时水平向左或水平向右方向上的分解风速对应的分解偏移量，s
last-2
为面向隔离开关的动触头时垂直向上或垂直向下方向上的分解风速对应的分解偏移量。
[0038]
基于同一发明思路，本发明还提出一种合闸隔离开关风振偏移量的获取系统，所述获取系统包括：
[0039]
参数获取模块，用于获取所述隔离开关的风振参数测量值；
[0040]
比对计算模块，用于将所述风振参数测量值与预先建立的风振偏移量数据库中的参数条件进行比对，若所述风振参数测量值与所述参数条件一致，则使用所述风振偏移量数据库中与所述风振参数测量值对应的偏移量作为所述隔离开关的实际偏移量，否则，基于所述风振参数测量值、参数条件及所述参数条件对应的偏移量，采用插值法获得所述隔离开关的实际偏移量；
[0041]
其中，所述预先建立的风振偏移量数据库是基于所述隔离开关在不同参数条件下的风振试验数据构建的。
[0042]
优选的，所述比对计算模块包括：
[0043]
调取子模块，用于当所述风振参数测量值与所述参数条件一致，使用所述风振偏移量数据库中与所述风振参数测量值对应的偏移量作为所述隔离开关的实际偏移量；
[0044]
计算子模块，用于当所述风振参数测量值与所述参数条件不一致，基于所述风振参数测量值、参数条件及所述参数条件对应的偏移量，采用插值法获得所述隔离开关的实际偏移量；
[0045]
其中，所述风振参数测量值包括所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、导电管长度、风速和风向，所述参数条件包括所述风振试验中给定的导电管材质、导电管密度、导电管长度、风速和风向。
[0046]
优选的，所述计算子模块包括：
[0047]
长度缺失单元，用于当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、风速和风向分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，采用所述长度插值法计算所述实
际偏移量；
[0048]
风速缺失单元，用于当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、导电管长度和风向分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，采用所述风速插值法计算所述实际偏移量；
[0049]
风向缺失单元，用于当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、导电管长度和风速分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，采用所述风速分解法计算所述实际偏移量；
[0050]
风速和风向缺失单元，用于当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度和导电管长度分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，采用所述风速分解法计算所述实际偏移量；
[0051]
导电管长度和风向缺失单元，用于当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度和风速分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，先采用所述长度插值法分别计算实际的导电管长度在所述风振偏移量数据库中的各个风速条件和各个风向条件下对应的偏移量数据，并将计算得到的偏移量数据补充到所述风振偏移量数据库中，再采用所述风速分解法计算实际风向下的偏移量；
[0052]
导电管长度和风速缺失单元，用于当所述隔离开关实际的导电管材质、导电管密度和风向分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，先采用所述长度插值法计算实际导电管长度在所述风振偏移量数据库中的各个风速条件和各个风向条件下对应的偏移量数据，并将计算得到的偏移量数据补充到所述风振偏移量数据库中，再采用所述风速插值法计算实际风速下的偏移量；
[0053]
导电管长度、风速和风向缺失单元，用于当所述隔离开关实际的导电管材质和导电管密度分别与所述风振偏移量数据库中的对应参数条件一致时，先采用所述长度插值法计算实际导电管长度在所述风振偏移量数据库中的各个风速条件和各个风向条件下对应的偏移量数据，并将计算得到的偏移量数据补充到所述风振偏移量数据库中，再采用所述风速分解法计算实际风速和实际风向下的偏移量。
[0054]
优选的，所述系统还包括数据库构建模块，所述风振偏移量数据库构建模块包括：
[0055]
试验单元，用于对不同导电管材质、不同导电管密度、不同导电管长度的所述隔离开关在相同的风速条件和相同的风向条件下进行风振试验，并改变风速和风向重复所述风振试验，获得所述隔离开关在给定参数条件下的偏移量数据；
[0056]
数据补充单元，用于采用所述插值法计算缺失参数条件下的偏移量数据；；
[0057]
构建单元，用于由所述给定参数条件及其对应的偏移量数据和所述缺失参数条件及其对应的偏移量数据构建所述风振偏移量数据库。
[0058]
基于同一发明思路，本发明还提出一种合闸隔离开关风振安全评估方法，所述评估方法包括：
[0059]
获取所述隔离开关的风振参数测量值和静触头装置喇叭半径；
[0060]
利用风振偏移量获取方法获得所述隔离开关在所述风振参数测量值下的目标偏移量；
[0061]
将所述目标偏移量与所述喇叭半径进行比较，若所述目标偏移量大于所述喇叭半径，则所述隔离开关不安全，否则所述隔离开关安全；
[0062]
其中，所述风振偏移量获取方法为本发明提出的一种合闸隔离开关风振偏移量的获取方法。
[0063]
优选的，利用风振偏移量获取方法获得所述隔离开关在所述风振参数测量值下的目标偏移量包括：
[0064]
将所述风振参数测量值与预先建立的风振偏移量数据库中的参数条件进行比对，若所述风振参数测量值与所述参数条件一致，则使用所述风振偏移量数据库中与所述风振参数测量值对应的偏移量作为所述隔离开关的实际偏移量，否则，基于所述风振参数测量值、参数条件及所述参数条件对应的偏移量，采用插值法获得所述隔离开关的实际偏移量；
[0065]
其中，所述预先建立的风振偏移量数据库是基于所述隔离开关在不同参数条件下的风振试验数据构建的。
[0066]
基于同一发明思路，本发明还提出一种合闸隔离开关风振安全评估系统，所述评估系统包括：
[0067]
参数获取模块，用于获取所述隔离开关的风振参数测量值和静触头装置喇叭半径；
[0068]
实际偏移量获取模块，用于利用风振偏移量获取方法获得所述隔离开关在所述风振参数测量值下的目标偏移量；
[0069]
评估模块，用于将所述目标偏移量与所述喇叭半径进行比较，若所述实际偏移量大于所述喇叭半径，所述隔离开关不能正常合闸，若所述目标偏移量小于所述喇叭半径，所述隔离开关能够正常合闸；
[0070]
其中，所述风振偏移量获取方法为本发明提供的一种合闸隔离开关风振偏移量的获取方法。
[0071]
基于同一发明思路，本发明还提出一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；所述处理器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现本发明提供的一种合闸隔离开关风振偏移量的获取方法和/或本发明提供的一种合闸隔离开关风振安全评估方法。
[0072]
基于同一发明思路，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现本发明提供的一种合闸隔离开关风振偏移量的获取方法和/或本发明提供的一种合闸隔离开关风振安全评估方法。
[0073]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0074]
(1)本发明提供的一种合闸隔离开关风振偏移量的获取方法及系统，通过获取隔离开关的风振参数测量值，将风振参数测量值与预先建立的风振偏移量数据库进行比对，直接调用数据库中的对应偏移量数据，或基于数据库中的数据利用插值的方法计算实际的偏移量，计算方法便捷，能够快速获取隔离开关在风振参数测量值下的偏移量。
[0075]
(2)本发明提供的一种合闸隔离开关风振安全评估方法及系统，利用本发明提供的隔离开关风振偏移量的获取方法获得隔离开关在风振参数测量值下的目标偏移量，并通过比较目标偏移量与隔离开关静触头装置喇叭半径的大小，从而能够快速判断隔离开关能否合闸，实现隔离开关安全性的快速评估。
附图说明
[0076]
图1为本发明实施例1提供的一种水平合闸式隔离开关的静触头结构示意图；
[0077]
图2为本发明实施例1提供的一种水平合闸式隔离开关的动触头结构示意图；
[0078]
图3为本发明实施例1提供的一种水平合闸式隔离开关的装配结构示意图；
[0079]
图4为本发明实施例1提供的一种水平合闸式隔离开关的静触头装配结构侧视图；
[0080]
图5为本发明实施例1提供的一种水平合闸式隔离开关的静触头装配结构正视图；
[0081]
图6为本发明实施例1提供的一种水平合闸式隔离开关的简化分析模型示意图；
[0082]
图7为本发明实施例1提供的一种水平合闸式隔离开关的风向夹角示意图；
[0083]
图8为本发明实施例1提供的一种水平合闸式隔离开关的风速分解示意图；
[0084]
图9为本发明提供的一种合闸隔离开关风振偏移量的获取方法的流程示意图；
[0085]
图10为本发明提供的一种合闸隔离开关风振安全评估方法的流程示意图。
具体实施方式
[0086]
实施例1：
[0087]
水平合闸式伸缩隔离开关的导电管材质为铜，导电管密度为8.960g/cm3，导电管长度为6.7m，静触头装置喇叭半径1m，判断其在风速为8.4m/s、风向夹角120
°
的环境下是否能成功合闸。
[0088]
水平合闸式隔离开关包括伸缩式、旋转式、闸刀式等。本实施例中的水平合闸式隔离开关为伸缩式。该水平合闸式隔离开关的装配结构如图3所示，包括静触头装配、上导装配、屏蔽环、下导装配和底座装配。该隔离开关动静触头开闸状态如图1所示，动静触头合闸状态如图2所示，静触头装配的侧视图、正视图分别如图4和图5所示。水平合闸式隔离开关合闸后导电管与地平线平行，且合闸后静触头处于导电管所在的水平线上。该隔离开关的简化分析图如图6所示。图6中虚线表示动触头导电管受风速影响偏移后的状态，s表示动触头偏移量，r
静
表示静触头喇叭装置的半径，通常动触头如果落在喇叭装置内则表示能安全合闸，反之，落到喇叭装置之外表示不能安全合闸。l
动
表示动触头即导电管的长度，v表示风速。
[0089]
图7为水平合闸式隔离开关的风向夹角示意图，图8为风速分解示意图，四象限中角度分别为：面向动触头时水平向左θ＝180
°
、水平向右θ＝0
°
、垂直向上θ＝90
°
、垂直向下θ＝270
°
。
[0090]
本实施例提供了一种合闸隔离开关风振安全评估方法，如图10所示，该评估方法包括：
[0091]
步骤1：获取隔离开关的风振参数测量值和静触头装置喇叭半径；
[0092]
步骤2：获得隔离开关在风振参数测量值下的目标偏移量；
[0093]
步骤3：将目标偏移量与隔离开关的静触头装置喇叭半径进行比较，若目标偏移量大于喇叭半径，隔离开关不能正常合闸，处于不安全状态，若目标偏移量小于喇叭半径，隔离开关能够正常合闸，处于安全状态。
[0094]
该评估方法能够根据隔离开关的目标偏移量快速判断隔离开关能否正常合闸，从而实现隔离开关安全性的快速评估。
[0095]
下面对该评估过程进行详细说明。
[0096]
(1)风振偏移量数据库的建立
[0097]
如表1所示，对隔离开关进行不同参数下的风振试验，如选择不同风向、不同风速、不同材质导电管、不同密度导电管、不同导电管长度开展试验，获得风振试验数据，通过反复试验得到试验数据库如表2所示，该试验数据库为关键风速下水平合闸式隔离开关风振偏移量数据库的基础数据库。通过开展多项风速试验，填充表2的数值。
[0098]
表1水平合闸式隔离开关风振偏移量数据库
[0099][0100]
表2试验数据库
[0101]
[0102][0103]
可按下述方式进行试验和试验数据库的构建：
[0104]
(a)确定风向、导电管材质、导电管密度和导电管长度，设置为不变量，将风速作为变量开展试验；
[0105]
(b)风速从0开始，设置风速增长步长为stepv，观测每增加一个stepv时，水平合闸式隔离开关的风振偏移量，并将每组试验数据记录到表2的试验数据库中。stepv取值为正数，stepv取值次数≥1；
[0106]
(c)改变风速方向，重复步骤(a)～步骤(b)，直到四个风向都取值完毕，四个风向分别为面向动触头时水平向左、水平向右、垂直向上、垂直向下，不同风速下stepv可不同；
[0107]
(d)改变导电管长度，重复步骤(a)～步骤(c)，直到所有需要试验的导电管长度都取值完毕；
[0108]
(e)改变导电管材质和导电管密度，重复步骤(a)～步骤(d)，直到所有需要试验的导电管材质和导电管密度都取值完毕；
[0109]
(f)补足缺失风速或缺失导电管长度对应的偏移量数据。
[0110]
由于stepv可不同，缺失风速的偏移量计算方法如下：认为相同导电管材质、相同导电管密度、相同导电管长度和相同风向下的相邻风速间偏移量是线性变化的，所以找到缺失风速所在的线性方程，即可计算出缺失风速下的偏移量，然后改变风向，计算其余风向下该缺失风速的偏移量，并将数据补充到表2中。
[0111]
比如计算导电管材质为铜、导电管密度为8.960g/cm3、导电管长度为3m、风向水平向左、缺失风速vq＝4.2m/s的风振偏移量数据，可以从表2的试验数据库中找到导电管材质为铜、导电管密度为8.960g/cm3、导电管长度为3m、风向水平向左的数据，但缺失风速在4m/s和6m/s之间，则可将序号1和序号5的风速和风振偏移量作为输入和输出，获得偏移量关于风速的线性方程，将4.2m/s代入该线性方程，即可求得缺失风速vq＝4.2m/s下的风振偏移量。
[0112]
缺失导电管长度的偏移量计算方法如下：认为相同导电管材质、相同导电管密度、相同风速和相同风向下的相邻导电管长度间的偏移量是线性变化的，所以找到缺失导电管长度所在的线性方程，即可计算出缺失导电管长度下的偏移量，然后改变风向，计算其余风向下的偏移量，并将数据补充到表中。
[0113]
比如计算导电管材质为铜、导电管密度为8.960g/cm3、导电管长度为6m、风向水平向右、风速4m/s的风振偏移量数据，可以从表2的试验数据库中找到导电管材质为铜、导电
管密度为8.960g/cm3、风向水平向右、风速4m/s、导电管长度分别为5.5m和8m的偏移量数据(分别对应序号18和序号34)，且认为导电管长度为5.5m和8m之间的风振偏移量是线性变化的，将序号18和序号34的导电管长度和风振偏移量作为输入和输出，获得偏移量关于导电管长度的线性方程，将导电管长度6m代入该线性方程，即可求得导电管长度6m对应的风振偏移量。同理可得导电管长度6m、风速4m/s的隔离开关在表2其它风向下的偏移量数据。
[0114]
最终保证水平合闸式隔离开关风振偏移量数据库的数据具有如下特点：不同导电管材质、不同导电管密度、不同导电管长度的试验数据具有相同列表的风速取值，并且每种风速又都具备四个风向的试验数据。
[0115]
该风振偏移量的基础数据库为实际环境下隔离开关风振偏移量的快速比对提供了参照依据，而且基于该数据库的基础数据可以计算其它缺失数据，从而使数据库不断得到增长和修正，使得数据结果不断完善和准确，有利于站内调度员和操作人员快速获取目标偏移量。
[0116]
(2)风振参数测量值下目标偏移量的获取
[0117]
如图9所示，步骤2中获得隔离开关在风振参数测量值下的目标偏移量具体按以下方法实施：获取隔离开关的风振参数测量值；将风振参数测量值与风振偏移量数据库中的参数条件进行比对，若风振参数测量值与参数条件一致，则使用数据库中与风振参数测量值对应的偏移量作为隔离开关的实际偏移量，否则，基于风振参数测量值、参数条件及参数条件对应的偏移量，采用插值法获得隔离开关的实际偏移量。本实施例中的风振参数测量值为隔离开关实际测量的导电管材质、导电管密度、导电管长度、风速和风向，参数条件为风振试验中给定的导电管材质、导电管密度、导电管长度、风速和风向。
[0118]
本实施例中，将隔离开关实际的风速、风向、导电管材质、导电管密度、导电管长度与表2中的参数进行比对，隔离开关实际的导电管长度、风速和风向均与数据库中的对应参数值不一致，可基于隔离开关实际的风速、风向、导电管材质、导电管密度、导电管长度和表2中的数据，采用插值法获得隔离开关的目标偏移量，具体计算方法如下：
[0119]
步骤a：补充导电管长度6.7m对应的偏移量数据
[0120]
因本实施例导电管长度为6.7m，认为导电管长度为5.5m和导电管长度为8m之间的风振偏移量是线性变化的，即利用表2中序号17和序号33对应的数据可得到导电管长度l和风振偏移量s的线性方程为：s＝(17l-11)/250。通过该方程计算得到导电管材质为铜、导电管密度为8.960g/cm3、导电管长度为6.7m、风速为4m/s、风向为水平向左条件下风振偏移量为0.41m。同理可得其余方向的偏移量数据，补充到表2中，得到补充后的数据库，如表3所示
[0121]
表3补充后的数据库
[0122]
49铜8.9606.74水平向左0.4150铜8.9606.74水平向右0.4151铜8.9606.74垂直向上0.2652铜8.9606.74垂直向下0.6453铜8.9606.76水平向左0.6454铜8.9606.76水平向右0.6455铜8.9606.76垂直向上0.4156铜8.9606.76垂直向下0.95
57铜8.9606.78水平向左0.8158铜8.9606.78水平向右0.8159铜8.9606.78垂直向上0.5660铜8.9606.78垂直向下1.1461铜8.9606.710水平向左1.0662铜8.9606.710水平向右1.0663铜8.9606.710垂直向上0.7664铜8.9606.710垂直向下1.44
[0123]
步骤b：风速分解
[0124]
因实际的风速和风向与表3中数据不同，根据风向分解风速，风速分解示意图如图7所示。
[0125]
分解到x轴上的风速按下式计算：
[0126]
v1＝v*sin(θ-90
°
)
[0127]
式中，v1为面向隔离开关的动触头时水平向左的分解风速，θ为风向夹角，v为实际风速。本实施例中，v＝8.4m/s，θ＝120
°
。
[0128]
分解到y轴上的风速按下式计算：
[0129]
v2＝v*cos(θ-90
°
)
[0130]
式中，v2为面向隔离开关的动触头时垂直向上的分解风速，θ为风向夹角，v为实际风速。本实施例中，v＝8.4m/s，θ＝120
°
。
[0131]
可算得v1和v2分别为4.2m/s和7.27m/s。
[0132]
步骤c：分解偏移量的计算
[0133]
分别计算导电管材质为铜、导电管密度为8.960g/cm3、导电管长度为6.7m、风速为4.2m/s、风向水平向左的风振偏移量s
last-1
和导电管材质为铜、导电管密度为8.960g/cm3、导电管长度为6.7m、风速为7.27m/s、风向垂直向上的风振偏移量s
last-2
。
[0134]
从表3中能找到导电管材质为铜、导电管密度为8.960g/cm3、导电管长度为6.7m、风向水平向左的数据，但实际的水平风速v1在4m/s和6m/s之间，则可将序号49和序号53的风速和风振偏移量作为输入和输出，获得分解偏移量s1关于水平分解风速的线性方程为：s1＝0.115v
1-0.05。将4.2m/s作为输入求得s
last-1
＝0.433m。
[0135]
从表3中找到导电管材质为铜、导电管密度为8.960g/cm3、导电管长度为6.7m、风向垂直向上的数据，但实际的垂直风速在6m/s和8m/s之间，则可将序号55和序号59的风速和风振偏移量作为输入和输出，获得分解偏移量s2关于水平分解风速的线性方程为：s2＝0.075v
2-0.04。将7.27m/s作为输入求得s
last-2
＝0.51m。
[0136]
步骤d：目标偏移量的计算
[0137]
目标偏移量s
last
由下式合成：
[0138][0139]
式中，s
last
为目标偏移量，s
last-1
为第一个分解偏移量，s
last-2
为第二个分解偏移量。
[0140]
得到最终风振偏移量s
last
＝0.67m。
[0141]
(3)开合闸判断及安全评估
[0142]
将算得的偏移量与隔离开关的静触头装置喇叭半径进行比较，若偏移量大于喇叭半径，隔离开关不能正常合闸，处于不安全状态，若偏移量小于喇叭半径，隔离开关能够正常合闸，处于安全状态。本实施例中，s
last
＝0.67m小于静触头装置喇叭半径1m，所以能成功合闸。即该伸缩式隔离开关在风速为8.4m/s、风向夹角120
°
的环境下能够成功合闸，处于安全状态。
[0143]
本实施例中的风振偏移量数据库是以隔离开关在不同导电管材质、不同导电管密度、不同导电管长度、不同风向和不同风速下的风振试验数据为基础，由试验获取的各种环境参数条件下的风振偏移量试验数据构建的数据库。当不能直接从数据库中获得所需的偏移量数据时，可基于数据库中的数据，利用线性插值的方法计算实际风振环境下的偏移量。根据缺失参数种类的不同，可分为以下几种情况：
[0144]
(1)仅导电管长度缺失
[0145]
认为相同导电管材质、相同导电管密度、相同风速和相同风向下的相邻导电管长度间偏移量是线性变化的，采用长度插值法计算偏移量，具体为：利用数据库中与缺失导电管长度相邻的导电管长度对应的偏移量数据建立待计算的导电管长度所在的线性方程，通过该线性方程计算出对应的风振偏移量。
[0146]
(2)仅风速缺失
[0147]
认为相同导电管材质、相同导电管密度、相同电管长度和相同风向下的相邻风速间偏移量是线性变化的，采用风速插值法计算偏移量，具体为：利用数据库中与缺失风速相邻的风速对应的偏移量数据找到待计算的风速所在的线性方程，通过该线性方程能计算出对应的风振偏移量。
[0148]
(3)仅风向缺失
[0149]
采用风速分解法计算偏移量，具体为：风向夹角如图6所示，四象限中角度分别为：面向动触头时水平向左θ＝180
°
、水平向右θ＝0
°
、垂直向上θ＝90
°
、垂直向下θ＝270
°
，将风向夹角对应的风速分解成x轴、y轴上的两个分量，如图7所示，风速v分解到x轴上的风速为v1，分解到y轴上的风速为v2，由下式计算v1和v2：
[0150][0151]
利用情况(2)中的风速插值法分别求已知导电管长度、已知风速下x轴上的分解风速v1对应的新风向(水平向左或水平向右)的风振偏移量s
last-1
和已知导电管长度、已知风速下y轴上的分解风速v2对应的新风向(水平向左或水平向右)的风振偏移量对应的新风向(垂直向上或垂直向下)的风振偏移量s
last-2
。
[0152]
目标风振偏移量s
last
为s
last-1
和s
last-2
的合成，由下式计算合成后的目标偏移量：
[0153][0154]
式中，s
last
为目标偏移量，s
last-1
为x轴的分解风速对应的分解偏移量，s
last-2
为y轴的分解风速对应的分解偏移量。
[0155]
(4)仅风向和风速缺失
[0156]
采用情况(3)中的风速分解法计算风向和风速同时缺失的偏移量。
[0157]
(5)仅导电管长度和风向缺失
[0158]
先采用情况(1)中的长度插值法计算出缺失导电管长度对应的所有风速以及四个风向的所有取值，这里的所有风速指数据库列表中原有的风速列表，并将该数据补充到试验数据表中，再按情况(3)中的风速分解法计算得到目标风振偏移量。
[0159]
(6)仅导电管长度和风速缺失
[0160]
先采用情况(1)中的长度插值法计算缺失导电管长度的所有风速以及四个风向的所有取值，这里的所有风速指试验数据列表中原有的风速列表，并将该数据补充到试验数据表中，再采用情况(2)中的风速插值法计算得到目标风振偏移量。
[0161]
(7)仅导电管长度、风速和风向缺失
[0162]
先采用情况(1)中的长度插值法计算缺失导电管长度的所有风速以及四个风向的所有取值，这里的所有风速指数据库列表中原有的风速列表，并将该数据补充到数据库列表中，再按情况(3)中的风速分解法计算得到目标风振偏移量。
[0163]
该计算方法基于水平合闸式隔离开关风振偏移量数据库中的基础数据，可以清晰计算导电管上动触头随风荷载的偏移量，如果在试验数据库中不能快递查找到目标隔离开关的风振偏移量，则能够通过该计算方法快速计算出目标风振偏移量，有利于站内调度员和操作人员对动触头偏移量的量化判断，增加了判断依据，保障了隔离开关的操作安全。
[0164]
本实施例的隔离开关风振安全评估方法针对大风天气下水平合闸式隔离开关无法安全合闸的情况提供了一种风振安全评估方法，使变电站(换流站)调度人员和操作人员能够快速计算出当前大风环境下，站内水平式隔离开关动触头的风振偏移量；通过计算所得偏移量能够快速判断出动静触头是否能够安全合闸；不断增长的基础数据库有利于经验的积累、偏移量结果的准确判断以及计算效率的提升；该方法通过试验和量化计算方法创新了动触头偏移量计算手段，在保证效率和准确性的前提下，保证了电力正常调度供应及电力调度可靠性，能够提升大风地区站内支柱类开关设备的操作安全性和可靠性。
[0165]
实施例2：
[0166]
本实施例提供一种合闸隔离开关风振偏移量的获取系统，该系统包括：参数获取模块，用于获取隔离开关的风振参数测量值；比对计算模块，用于将风振参数测量值与预先建立的风振偏移量数据库中的参数条件进行比对，若风振参数测量值与参数条件一致，则使用数据库中与风振参数测量值对应的偏移量作为隔离开关的实际偏移量，否则，基于风振参数测量值、参数条件及参数条件对应的偏移量，采用插值法获得隔离开关的实际偏移量。
[0167]
其中，风振参数测量值包括实际的导电管材质、导电管密度、导电管长度、风速和风向夹角，预先建立的风振偏移量数据库是基于隔离开关在不同参数的不同取值下的风振试验数据构建的，比如对隔离开关在不同的导电管材质、不同的导电管密度、不同的导电管长度、不同的风速和不同风向上进行风振试验，获得以上各参数不同取值时的实际风振偏移量数据。插值法可以为线性插值。
[0168]
比对计算模块包括：调取子模块，用于当风振参数测量值与参数条件一致，使用数据库中与风振参数测量值对应的偏移量作为隔离开关的实际偏移量；计算子模块，用于当风振参数测量值与参数条件不一致，基于风振参数测量值、参数条件及参数条件对应的偏
移量，采用插值法获得隔离开关的实际偏移量。
[0169]
计算子模块包括：
[0170]
长度缺失单元，用于当隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、风速和风向分别与数据库中的对应参数条件一致时，采用长度插值法计算实际偏移量；
[0171]
风速缺失单元，用于当隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、导电管长度和风向分别与数据库中的对应参数条件一致时，采用风速插值法计算实际偏移量；
[0172]
风向缺失单元，用于当隔离开关实际的导电管材质、导电管密度、导电管长度和风速分别与数据库中的对应参数条件一致时，采用风速分解法计算实际偏移量；
[0173]
风速和风向缺失单元，用于当隔离开关实际的导电管材质、导电管密度和导电管长度分别与数据库中的对应参数条件一致时，采用风速分解法计算实际偏移量；
[0174]
导电管长度和风向缺失单元，用于当隔离开关实际的导电管材质、导电管密度和风速分别与数据库中的对应参数条件一致时，先采用长度插值法分别计算实际的导电管长度在数据库中的各个风速条件和各个风向条件下对应的偏移量数据，并将计算得到的偏移量数据补充到数据库中，再采用风速分解法计算实际风向下的偏移量；
[0175]
导电管长度和风速缺失单元，用于当隔离开关实际的导电管材质、导电管密度和风向分别与数据库中的对应参数条件一致时，先采用长度插值法计算实际导电管长度在数据库中的各个风速条件和各个风向条件下对应的偏移量数据，并将计算得到的偏移量数据补充到数据库中，再采用风速插值法计算实际风速下的偏移量；
[0176]
导电管长度、风速和风向缺失单元，用于当隔离开关实际的导电管材质和导电管密度分别与数据库中的对应参数条件一致时，先采用长度插值法计算实际导电管长度在数据库中的各个风速条件和各个风向条件下对应的偏移量数据，并将计算得到的偏移量数据补充到数据库中，再采用风速分解法计算实际风速和实际风向下的偏移量。
[0177]
其中，长度插值法、风速插值法和风速分解法分别为实施例1中的长度插值法、风速插值法和风速分解法。
[0178]
该风振偏移量的获取系统还包括数据库构建模块，数据库构建模块包括：
[0179]
试验单元，用于对不同导电管材质、不同导电管密度、不同导电管长度的隔离开关在相同的风速条件和相同的风向条件下进行风振试验，并改变风速和风向重复风振试验，获得隔离开关在给定参数条件下的偏移量数据；
[0180]
数据补充单元，用于采用插值法计算缺失参数条件下的偏移量数据；
[0181]
构建单元，用于由给定参数条件及其对应的偏移量数据和缺失参数条件及其对应的偏移量数据构建风振偏移量数据库。
[0182]
实施例3：
[0183]
本实施例提供一种合闸隔离开关风振安全评估系统，该系统包括：
[0184]
参数获取模块，用于获取隔离开关的风振参数测量值和静触头装置喇叭半径；
[0185]
实际偏移量获取模块，用于利用实施例1中的风振偏移量获取方法获得隔离开关在风振参数测量值下的目标偏移量；
[0186]
评估模块，用于将目标偏移量与喇叭半径进行比较，若目标偏移量大于喇叭半径，隔离开关不能正常合闸，处于不安全状态，若目标偏移量小于喇叭半径，隔离开关能够正常合闸，处于安全状态。
[0187]
实际偏移量获取模块包括:
[0188]
参数获取单元，用于获取隔离开关的风振参数测量值；
[0189]
比对及计算单元，用于将隔离开关的风振参数测量值与数据库中的数据进行比对，若风振参数测量值与数据库中的数据一致，使用数据库中与风振参数测量值对应的偏移量数据作为隔离开关的目标偏移量，否则，基于隔离开关的风振参数测量值和数据库中已有的导电管材质、导电管密度、导电管长度、风速、风向数据及对应的偏移量数据，采用插值法计算隔离开关的实际偏移量。
[0190]
实施例4：
[0191]
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行计算机存储器存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor、dsp)、专用集成电路(application specificintegrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例1中一种合闸隔离开关风振安全评估方法的步骤。
[0192]
实施例5：
[0193]
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例1中一种合闸隔离开关风振安全评估方法的步骤。
[0194]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0195]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实
现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0196]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0197]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0198]
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在发明待批的本发明的权利要求范围之内。