一种输变电工程沿线的网格划分方法、装置及介质与流程

本发明涉及输变电工程领域，特别是涉及一种输变电工程沿线的网格划分方法、装置及介质。

背景技术：

1、社会发展在使得输变电线路日趋庞大复杂的同时，对输变电线路的三维建模以及网格划分的精度提出了更高的要求。在针对输变电工程沿线(输电塔及输电线沿线)的三维建模过程中，通常是将工程对应的区域划分成若干个等大的网格，然后将勘测到的地形数据及输电塔的位置坐标依次写入到对应的网格当中，从而完成三维建模及网格划分。

2、但是，真实的输变电工程所处地貌形态复杂、地形范围大，对组成三维模型的网格单元数量、网格疏密、生成的难易程度以及计算的准确性都有较高的要求。因此，现有技术中将风电站对应的区域划分成若干个等大的网格会存在以下问题：1、如果网格单元过大，则导致网格分布分散，无法精准地还原输电塔及输电线的细节；2、如果网格单元过小，虽然可以精准地还原真实风电站的细节，但是输变电工程区域地形范围大，过多的网格单元会大大增加计算量，导致建模效率降低；3、真实风况中风向是实时变化的，针对不同风向手动建立网格较为繁琐。

技术实现思路

1、本发明提供一种输变电工程沿线的网格划分方法、装置及介质，以解决在对输变电工程沿线进行网格划分时，网格单元的建立较为繁琐，难以形成恰当的划分网格的问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种输变电工程沿线的网格划分方法，包括：

3、获取若干输电塔上单层各相邻两挂点之间的挂点距离，以及所述挂点所在塔层的单层挂点数，根据所述挂点距离和所述单层挂点数确定划分基数和所述若干输电塔上每段输电线的各分割点，输出所述若干输电塔和所述各分割点的经纬度坐标，得到坐标群；

4、根据所述坐标群、所述各分割点和所述若干输电塔，按照所述划分基数确定所述每段输电线和所述若干输电塔附近的第一划分区域，以及确定所述第一划分区域周围的第一过渡区域；

5、采用三角形非结构化网格，以预设的最小网格尺寸对所述第一划分区域进行网格划分，以预设的最大网格尺寸对所述第一划分区域和所述第一过渡区域之外的区域进行网格划分，以均匀过渡的方式对所述第一过渡区域进行网格划分，得到网格划分结果。

6、本发明通过选取挂点距离与所对应的单层挂点数确定划分基数，使得划分基数的选取更符合实际需求；通过分区域确定输电塔和输电线周围的不同划分区域，得到第一划分区域以及第一过渡区域，然后采用三角形非结构化网格，以最小网格尺寸对第一划分区域进行网格划分，这是对紧挨着输电线和输电塔的区域进行小网格划分，能够精准地还原真实输电线和输电塔的细节；以最大网格尺寸对第一过渡区域和第一过渡区域之外的区域进行网格划分，这是对离输电线和输电塔有一定距离的区域进行大网格划分，通过大网格划分的形式，能够降低计算量；此外，以均匀过渡的方式对第一过渡区域进行网格划分，能够让采取不同网格划分的两部分区域之间的交汇网格不被割裂开，这种因地制宜的划分形式，能够使得网格划分更加合理。相比于现有技术，本方案正是因为对不同的区域采取了不同的划分方式，才能在精准地还原真实输电线和输电塔细节的同时，减少网格划分的计算量，因此能够解决在对输变电工程沿线进行网格划分时，网格单元的建立较为繁琐，难以形成恰当的划分网格的问题。

7、作为优选方案，根据所述坐标群、所述各分割点和所述若干输电塔，按照所述划分基数确定所述每段输电线和所述若干输电塔附近的第一划分区域，具体为：

8、分别以所述各分割点和所述若干输电塔的点位为圆心，以所述划分基数为半径，绘制若干圆，所述若干圆所包含的区域为第一区域；

9、以所述坐标群的原点为坐标原点，以所述坐标原点的来流风向为x轴，以所述来流风向的切线方向为y轴建立坐标系，得到第一坐标系；

10、获取所述第一坐标系中第n个输电塔的坐标，根据所述第n个输电塔的坐标和所述划分基数确定所述第n个输电塔的后风速损失区；遍历所有输电塔，得到由若干后风速损失区构成的总体后风速损失区；

11、由所述第一区域和所述总体后风速损失区构成所述第一划分区域。

12、本优选方案中，输电塔的结构和尺寸会引起气流的变化，当风吹向输电塔时，风流会被塔杆、导线和其他附件阻挡和分离，形成一个风速显著降低的区域，并且会形成旋涡和湍流现象，定义该区域为输电塔“后风速损失区”。由于每个输电塔的坐标位置都不相同，因此通过考虑来流风向建立坐标系，再结合划分基数确定后风速损失区，能够准确且快速地得到各输电塔的后风速损失区。

13、作为优选方案，根据所述坐标群、所述各分割点和所述若干输电塔，按照所述划分基数确定所述第一划分区域周围的第一过渡区域，具体为：

14、将所述总体后风速损失区向外扩展第一预设距离，形成辅助边界，所述辅助边界与所述总体后风速损失区之间所包含的区域为第二过渡区域；

15、分别以所述若干输电塔为中心，向所述若干输电塔的方向两侧作平行于所述若干输电塔上输电线的若干辅助线，所述若干辅助线与对应输电塔之间的距离为第二预设距离，所述若干输电塔两侧的所述若干辅助线之间构成的区域为第二区域，所述第二区域与所述第一区域之间所包含的区域为第三过渡区域；

16、由所述第二过渡区域和所述第三过渡区域构成所述第一过渡区域；

17、其中，所述第一预设距离和所述第二预设距离均是根据所述划分基数求出的。

18、本优选方案中，第一过渡区域由第二过渡区域和第三过渡区域这两部分构成，第二过渡区域是为输电线而建立的，第三过渡区域是为输电塔而建立的，它们能够在恰当的范围内将输电线和输电塔包括在内，又不会紧挨着输电线和输电塔，为之后使用均匀过渡的方式对第一过渡区域进行网格划分打下良好的基础。

19、作为优选方案，根据所述挂点距离和所述单层挂点数确定划分基数和所述若干输电塔上每段输电线的各分割点，具体为：

20、选取所述挂点距离与所对应的所述单层挂点数之积的最大值作为所述划分基数；

21、按照所述划分基数对各相邻输电塔之间的每段输电线进行划分，得到所述各分割点。

22、本优选方案选取挂点距离与所对应的单层挂点数之积的最大值作为所述划分基数，因此，划分基数的值与输电塔的平面展开面积有密切联系，能够保证划分基数的取值更加合理。

23、作为优选方案，输出所述若干输电塔和所述各分割点的经纬度坐标，得到坐标群，具体为：

24、对所述若干输电塔进行编号，按照所述编号的顺序导出所述若干输电塔和所述若干输电塔沿线中所述各分割点的经纬度坐标，得到经纬度坐标集；

25、对所述经纬度坐标集进行归一化处理，得到所述坐标群。

26、本优选方案中，由于实际输变电工程范围较广，两塔之间距离较大，输电塔位置坐标资料一般以经纬度形式给出，不适合进行距离和面积计算，尤其是在大范围和高纬度地区，因此通过对经纬度坐标集进行归一化处理，能够有效地消除不同数据之间的尺度差异，提高数据处理的准确性和可靠性。

27、作为优选方案，以均匀过渡的方式对所述第一过渡区域进行网格划分，具体为：

28、采用三角形非结构化网格，以均匀过渡的方式对所述第一过渡区域进行网格划分，使所述第一划分区域内的网格均匀过渡到所述第一划分区域和所述第一过渡区域之外的网格。

29、本优选方案以均匀过渡的方式对第一过渡区域进行网格划分，使最大网格尺寸能够均匀过渡到最小网格尺寸，从而让采取不同网格划分的两部分区域之间的交汇网格不被割裂开，使网格划分的结果更加合理。

30、作为优选方案，所述第n个输电塔的后风速损失区，具体为：

31、所述后风速损失区的横坐标范围和纵坐标范围分别为：

32、xn≤x≤xn+l；

33、

34、对于中间变量l和w有：

35、l≥5r；

36、w≥2r

37、其中，l和w分别为所述后风速损失区的长度和宽度，x和y分别为所述后风速损失区的横坐标值和纵坐标值，xn和yn分别为所述第n个输电塔的横坐标值和纵坐标值，r为所述划分基数。

38、作为优选方案，所述最小网格尺寸和所述最大网格尺寸，具体为：

39、所述最大网格尺寸是根据所需计算精度和网格数量，采用三角形非结构化网格而计算得到；

40、所述最小网格尺寸是所述最大网格尺寸按照预设比例进行缩小而得到的。

41、作为优选方案，在所述对所述经纬度坐标集进行归一化处理之前，还包括：

42、将所述经纬度坐标集转换为utm wgs84坐标的形式。

43、本优选方案将经纬度坐标集转换为utm(通用横轴墨卡托投影)wgs84坐标的形式，能够增加坐标的一致性和标准化，并使得之后在此基础上计算得到的距离、面积等数据更为精确。

44、本发明还提供了一种输变电工程沿线的网格划分装置，包括预处理模块、区域确定模块和划分模块；

45、其中，所述预处理模块，用于获取若干输电塔上单层各相邻两挂点之间的挂点距离，以及所述挂点所在塔层的单层挂点数，根据所述挂点距离和所述单层挂点数确定划分基数和所述若干输电塔上每段输电线的各分割点，输出所述若干输电塔和所述各分割点的经纬度坐标，得到坐标群；

46、所述区域确定模块，用于根据所述坐标群、所述各分割点和所述若干输电塔，按照所述划分基数确定所述每段输电线和所述若干输电塔附近的第一划分区域，以及确定所述第一划分区域周围的第一过渡区域；

47、所述划分模块，用于采用三角形非结构化网格，以预设的最小网格尺寸对所述第一划分区域进行网格划分，以预设的最大网格尺寸对所述第一划分区域和所述第一过渡区域之外的区域进行网格划分，以均匀过渡的方式对所述第一过渡区域进行网格划分，得到网格划分结果。

48、作为优选方案，所述区域确定模块包括区域第一确定单元；

49、所述区域第一确定单元，用于分别以所述各分割点和所述若干输电塔的点位为圆心，以所述划分基数为半径，绘制若干圆，所述若干圆所包含的区域为第一区域；

50、还用于以所述坐标群的原点为坐标原点，以所述坐标原点的来流风向为x轴，以所述来流风向的切线方向为y轴建立坐标系，得到第一坐标系；

51、还用于获取所述第一坐标系中第n个输电塔的坐标，根据所述第n个输电塔的坐标和所述划分基数确定所述第n个输电塔的后风速损失区；遍历所有输电塔，得到由若干后风速损失区构成的总体后风速损失区；

52、还用于由所述第一区域和所述总体后风速损失区构成所述第一划分区域。

53、作为优选方案，所述区域确定模块包括区域第二确定单元；

54、所述区域第二确定单元，用于将所述总体后风速损失区向外扩展第一预设距离，形成辅助边界，所述辅助边界与所述总体后风速损失区之间所包含的区域为第二过渡区域；

55、还用于分别以所述若干输电塔为中心，向所述若干输电塔的方向两侧作平行于所述若干输电塔上输电线的若干辅助线，所述若干辅助线与对应输电塔之间的距离为第二预设距离，所述若干输电塔两侧的所述若干辅助线之间构成的区域为第二区域，所述第二区域与所述第一区域之间所包含的区域为第三过渡区域；

56、还用于由所述第二过渡区域和所述第三过渡区域构成所述第一过渡区域；

57、其中，所述第一预设距离和所述第二预设距离均是根据所述划分基数求出的。

58、作为优选方案，所述预处理模块包括数据获取单元；

59、所述数据获取单元，用于选取所述挂点距离与所对应的所述单层挂点数之积的最大值作为所述划分基数；

60、还用于按照所述划分基数对各相邻输电塔之间的每段输电线进行划分，得到所述各分割点。

61、作为优选方案，所述预处理模块包括坐标输出单元；

62、所述坐标输出单元，用于对所述若干输电塔进行编号，按照所述编号的顺序导出所述若干输电塔和所述若干输电塔沿线中所述各分割点的经纬度坐标，得到经纬度坐标集；

63、还用于对所述经纬度坐标集进行归一化处理，得到所述坐标群。

64、作为优选方案，所述划分模块包括区域过渡单元；

65、所述区域过渡单元，用于采用三角形非结构化网格，以均匀过渡的方式对所述第一过渡区域进行网格划分，使所述第一划分区域内的网格均匀过渡到所述第一划分区域和所述第一过渡区域之外的网格。

66、作为优选方案，所述第n个输电塔的后风速损失区，具体为：

67、所述后风速损失区的横坐标范围和纵坐标范围分别为：

68、xn≤x≤xn+l；

69、

70、对于中间变量l和w有：

71、l≥5r；

72、w≥2r

73、其中，l和w分别为所述后风速损失区的长度和宽度，x和y分别为所述后风速损失区的横坐标值和纵坐标值，xn和yn分别为所述第n个输电塔的横坐标值和纵坐标值，r为所述划分基数。

74、作为优选方案，所述最小网格尺寸和所述最大网格尺寸，具体为：

75、所述最大网格尺寸是根据所需计算精度和网格数量，采用三角形非结构化网格而计算得到；

76、所述最小网格尺寸是所述最大网格尺寸按照预设比例进行缩小而得到的。

77、作为优选方案，在所述对所述经纬度坐标集进行归一化处理之前，还包括：

78、将所述经纬度坐标集转换为utm wgs84坐标的形式。

79、本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机调用并执行，实现如上所述一种输变电工程沿线的网格划分方法。