导线风偏载荷监测方法、装置、设备以及存储介质与流程

本发明涉及输电线路在线监测领域，尤其涉及一种导线风偏载荷监测方法、装置、设备以及存储介质。

背景技术：

1、随着科技的不断进步和社会的持续发展，使得人民的生活水平不断提高，近年来，特高压输电线路迅猛增长，电网输电形势日趋严峻，其中，输电线路风偏是一项对线路安全运行极具威胁又颇为复杂的课题，风偏是一种由风引起的导线摆动现象，风偏的形成一般取决于两个方面的因素，即风激励和线路结构与参数，由于输电线路风偏的幅度很大，所以轻则造成相间闪络、金属夹具损坏，重则造成导线与山头或房屋的间距变小放电、线路跳闸停电、杆塔拉断、导线折断等严重事故，从而造成重大的经济损失，因此，监测输电线路的风偏对提高电网的安全、经济、可靠运行也具有非常大的现实意义。

2、目前，为了有效预防风偏闪络事故的发生，降低由于输电线路由于风偏现象所造成的经济损失，国内外相关领域的学者对导线风偏进行了大量研究。现有技术对于输电线路风偏载荷在线监测的研究方法通常是通过建立连续多跨有限元模型，利用计算机模拟脉动风速，与平均风速叠加后得到总风速，根据准定常假设转换为风荷载并施加在模型上，利用有限单元法求解风偏瞬态响应。

3、但是，现有技术对于风速的研究，以往只考虑纵向风速，不考虑竖向脉动风速的影响，并且，在进行风偏载荷的计算中，通常将气动力系数作为一个常量进行考虑，然而，在实际的工况中，输电线路在发生风偏现象时，输电导线的气动力系数会随导线风偏角发生变化而变化，特别的，大风天气的情况下，通常伴随着雨雪等情况，对于覆冰导线而言，这种变化更为明显，以致于导线风偏载荷的计算结果精准度不高。

4、

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种导线风偏载荷监测方法、装置、设备以及存储介质，旨在解决现有技术中导线风偏载荷的计算结果精准度不高的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明技术方案包括：

3、一种导线风偏载荷监测方法，所述方法包括：

4、获取待测导线的空间位置信息和静力风风速数据；

5、根据空间位置信息确定湍流特性，并基于湍流特性和静力风风速数据通过谐波叠加法进行脉动风模拟，获得脉动风风速数据；

6、通过预设孪生模型基于静力风风速数据和脉动风风速数据计算待测导线当前的风偏载荷，预设孪生模型根据待测导线的动态气动力参数和物理实体数据构建。

7、所述通过预设孪生模型基于静力风风速数据和脉动风风速数据计算待测导线当前的风偏载荷，包括：

8、将静力风风速数据和脉动风风速数据进行融合，生成合风风速数据；

9、根据合风风速数据确定对应的动态气动力参数；

10、通过预设孪生模型基于合风风速数据和动态气动力参数计算待测导线当前的风偏载荷。

11、所述根据合风风速数据确定对应的动态气动力参数，包括：

12、通过合风风速数据获得合风风速信息和合风风向信息；

13、基于合风风速信息和合风风向信息确定待测导线的风偏角参数；

14、获取动态气动力参数表，根据风偏角参数对动态气动力参数表进行遍历，确定对应的动态气动力参数。

15、所述获取动态气动力参数表，包括：

16、获取导线型号和当前覆冰厚度；

17、根据导线型号确定对应的动态气动力参数表数据组；

18、对动态气动力参数表数据组进行遍历，获得与当前覆冰厚度对应的动态气动力参数表。

19、所述对动态气动力参数表数据组进行遍历，获得与当前覆冰厚度对应的动态气动力参数表之前，还包括：

20、获取模拟数据组，所述模拟数据组包括风速模拟数据组和覆冰模拟数据组；

21、获取导线模型集，所述导线模型集包括各种型号的导线模型；

22、基于风速模拟数据组、覆冰模拟数据组以及导线模型集进行高频天平测力风洞试验，获得动态气动力参数表数据组。

23、所述将静力风风速数据和脉动风风速数据进行融合，生成合风风速数据，包括：

24、将静力风风速数据进行分解，获得纵向静力风风速、竖向静力风风速以及横向静力风风速；

25、将脉动风风速数据进行分解，获得纵向脉动风风速、竖向脉动风风速以及横向脉动风风速；

26、将纵向静力风风速与纵向脉动风风速合并，获得纵向合风风速，将竖向静力风风速与竖向脉动风风速合并，获得竖向合风风速，将横向静力风风速与横向脉动风风速合并，获得横向合风风速；

27、将纵向合风风速、竖向合风风速以及横向合风风速进行融合，生成合风风速数据。

28、所述物理实体数据包括：

29、风压不均匀系数、风载荷调整系数、水平档距、高差系数、绝缘子串组合重力、绝缘子串数、单串绝缘子片数、绝缘子的受风面积、导线外径、导线重力和导线张力。

30、一种导线风偏载荷监测装置，所述装置包括：

31、数据获取模块，用于获取待测导线的空间位置信息和静力风风速数据；

32、脉动风模拟模块，用于根据空间位置信息确定湍流特性，并基于湍流特性和静力风风速数据通过谐波叠加法进行脉动风模拟，获得脉动风风速数据；

33、载荷计算模块，用于通过预设孪生模型基于静力风风速数据和脉动风风速数据计算待测导线当前的风偏载荷，预设孪生模型根据待测导线的动态气动力参数和物理实体数据构建。

34、一种导线风偏载荷监测设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的导线风偏载荷监测程序，所述导线风偏载荷监测程序配置为实现导线风偏载荷监测方法的步骤。

35、一种存储介质，所述存储介质上存储有导线风偏载荷监测程序，所述导线风偏载荷监测程序被处理器执行时实现导线风偏载荷监测方法的步骤。

36、本发明有益效果是：

37、本发明公开了一种导线风偏载荷监测方法、装置、设备以及存储介质，该方法包括：获取待测导线的空间位置信息和静力风风速数据，根据空间位置信息确定湍流特性，并基于湍流特性和静力风风速数据通过谐波叠加法进行脉动风模拟，获得脉动风风速数据，通过预设孪生模型基于静力风风速数据和脉动风风速数据计算待测导线当前的风偏载荷，预设孪生模型根据待测导线的动态气动力参数和物理实体数据构建。由于本发明通过湍流特性和静力风风速数据生成脉动风风速数据，再通过预设孪生模型根据静力风风速数据和脉动风风速数据确定待测导线对应的动态气动力参数后，再进行导线风偏载荷的计算，从而提高了导线风偏载荷计算结果的精准度和有效性。

38、解决了现有技术中导线风偏载荷的计算结果精准度不高的技术问题。

技术特征：

1.一种导线风偏载荷监测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种导线风偏载荷监测方法，其特征在于，所述通过预设孪生模型基于静力风风速数据和脉动风风速数据计算待测导线当前的风偏载荷，包括：

3.根据权利要求2所述的一种导线风偏载荷监测方法，其特征在于，所述根据合风风速数据确定对应的动态气动力参数，包括：

4.根据权利要求3所述的一种导线风偏载荷监测方法，其特征在于，所述获取动态气动力参数表，包括：

5.根据权利要求4所述的一种导线风偏载荷监测方法，其特征在于，所述对动态气动力参数表数据组进行遍历，获得与当前覆冰厚度对应的动态气动力参数表之前，还包括：

6.根据权利要求2所述的一种导线风偏载荷监测方法，其特征在于，所述将静力风风速数据和脉动风风速数据进行融合，生成合风风速数据，包括：

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述物理实体数据包括：

8.一种导线风偏载荷监测装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种导线风偏载荷监测设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的导线风偏载荷监测程序，所述导线风偏载荷监测程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的导线风偏载荷监测方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有导线风偏载荷监测程序，所述导线风偏载荷监测程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的导线风偏载荷监测方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种导线风偏载荷监测方法、装置、设备以及存储介质，该方法包括：获取待测导线的空间位置信息和静力风风速数据，根据空间位置信息确定湍流特性，并基于湍流特性和静力风风速数据通过谐波叠加法进行脉动风模拟，获得脉动风风速数据，通过预设孪生模型基于静力风风速数据和脉动风风速数据计算待测导线当前的风偏载荷，预设孪生模型根据待测导线的动态气动力参数和物理实体数据构建。由于本发明通过湍流特性和静力风风速数据生成脉动风风速数据，再通过预设孪生模型根据静力风风速数据和脉动风风速数据确定待测导线对应的动态气动力参数后，再进行导线风偏载荷的计算，从而提高了导线风偏载荷计算结果的精准度和有效性。

技术研发人员：李洵,王杰峰,龙玉江,陈卿,卫薇,张鹏宇
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13