一种高海拔交流输电线路的选取方法、装置、介质及设备与流程

本发明涉及电网环境保护，并且更具体地，涉及一种高海拔交流输电线路的选取方法、装置、介质及设备。

背景技术：

1、未来，特高压线路将更多的穿越高海拔地区，为特高压线路设计、建设提出了新的挑战。随着海拔增加，空气密度降低，电子自由行程增加，电子在一个自由行程内累积的动能增加，电子碰撞空气分子后发生电离的概率增大，导致金具和导线表面电晕放电更容易发生。另外高海拔地区昼夜温差大，导线覆冰较为常见，加剧了导线的电晕效应。在线路电压和线路结构相同的情况下，导线覆冰时电晕放电产生的声功率更大，由此带来的输电线路可听噪声更为突出，这给沿线的居民和生态保护区的声环境造成一定的影响。尽量减小输电线路对周边声环境的影响，同时保持输电线路工程造价的经济合理性，是当前高海拔地区交流特高压工程设计和建设亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种高海拔交流输电线路的选取方法、装置、介质及设备。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种高海拔交流输电线路的选取方法，包括：

3、采集不同类型覆冰的试验导线的覆冰图像，并根据覆冰图像中冰块尺寸、长度以及导线半径、分裂数，建立电晕笼中覆冰试验导线的有限元模型；

4、根据覆冰试验导线的最小冰块直径将覆冰试验导线分成多段覆冰导线；

5、根据有限元模型，求解每段覆冰导线的电场强度，并根据预先构建的声功率级计算式，确定每段覆冰导线的声功率值；

6、根据每段覆冰导线的占比对每段覆冰导线的声功率值进行聚合，确定覆冰试验导线的覆冰声功率值。

7、选取覆冰声功率值在预设阈值内的试验导线作为交流输电线路的导线。

8、可选地，根据覆冰图像中冰块尺寸、长度以及导线半径、分裂数，建立电晕笼中覆冰试验导线的有限元模型，包括：

9、将覆冰图像进行灰度转换，获得灰度覆冰图像；

10、将灰度覆冰图像进行二值化，获得黑白覆冰图像；

11、对黑白覆冰图像进行边缘检测，获得导线轮廓和覆冰轮廓；

12、根据覆冰轮廓，计算每个冰块的冰块尺寸，其中冰块尺寸包括冰块半径以及冰块长度；

13、根据导线轮廓确定导线半径和分裂数，并根据导线半径、分裂数以及冰块半径、冰块长度，构建有限元模型。

14、可选地，声功率级计算式的构建过程如下：

15、对不同类型试验导线进行电晕笼试验，获取不同类型试验导线分别在不同施加电压下以及不同雨量下的声功率级值；

16、建立可听噪声产生功率的多元回归方程；

17、根据可听噪声产生功率的多元回归方程，对获取的声功率级值进行了拟合，确定声功率与导线表面表面平均最大场强、导线半径以及导线分裂数的声功率级计算式。

18、可选地，不同类型的试验导线为钢芯铝绞线，包括：4×lgj400，4×lgj500，4×lgj630，4×lgj720，6×lgj400，6×lgj500，6×lgj630，6×lgj720，8×lgj400，8×lgj500，8×lgj630，8×lgj720，8×lgj900，10×lgj400，10×lgj500，10×lgj630，10×lgj720,12×lgj400，12×lgj500，其中

19、试验导线分裂数从4到12分裂，子导线直径从26.8mm到39.9mm。

20、可选地，电晕笼试验的设备包括：电晕笼、声压传感器、数据采集前端、标准lan电缆和上位机软件，其中

21、在可听噪声测量过程中，声压传感器与被测声源间距离大于被测声波波长；

22、电晕笼由测试笼和屏蔽笼组成，试验导线放置在电晕笼笼体内，声压传感器放置于电晕笼的屏蔽笼笼体侧壁中间位置。

23、可选地，声功率级计算式为：

24、lw＝-49.678+72.639·lgemax+33.137·lgd+13.824·lgn

25、式中，lw为声功率级，emax为导线表面平均最大场强，d为导线半径，n为导线分裂数。

26、根据本发明的另一个方面，提供了一种高海拔交流输电线路的选取装置，包括：

27、建立模块，用于采集不同类型覆冰的试验导线的覆冰图像，并根据覆冰图像中冰块尺寸、长度以及导线半径、分裂数，建立电晕笼中覆冰试验导线的有限元模型；

28、分成模块，用于根据覆冰试验导线的最小冰块直径将覆冰试验导线分成多段覆冰导线；

29、确定模块，用于根据有限元模型，求解每段覆冰导线的电场强度，并根据预先构建的声功率级计算式，确定每段覆冰导线的声功率值；

30、聚合模块，用于根据每段覆冰导线的占比对每段覆冰导线的声功率值进行聚合，确定覆冰试验导线的覆冰声功率值。

31、选取模块，用于选取覆冰声功率值在预设阈值内的试验导线作为交流输电线路的导线。

32、根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

33、根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

34、从而，电晕笼试验直接测得噪声数据为导线电晕放电产生可听噪声的声压值，该数值大小与声压传感器和噪声源的相对位置以及两者间距离有关，不同试验测得声压值无法直接用于噪声相对水平的比较，因此，通常将测得声压转化为与距离无关的噪声量，即噪声产生功率，简称声功率。声功率描述的是声源性质，通常与导线表面场强、导线分裂数、子导线直径紧密相关，与声源间距离的变化无关。因此，本申请可以利用如电晕笼试验来获得线路的声功率，而后推广到整个线路建设中。本申请提出了一种导线覆冰时交流输电线路可听噪声确定方法，解决了高海拔地区导线覆冰时输电线路可听噪声的预测方法，从而为特高压工程对周边声环境的影响设计提供技术支撑，可以保证工程的经济性和环保性。

技术特征：

1.一种高海拔交流输电线路的选取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述覆冰图像中冰块尺寸、长度以及导线半径、分裂数，建立电晕笼中覆冰试验导线的有限元模型，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声功率级计算式的构建过程如下：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，不同类型的所述试验导线为钢芯铝绞线，包括：4×lgj400，4×lgj500，4×lgj630，4×lgj720，6×lgj400，6×lgj500，6×lgj630，6×lgj720，8×lgj400，8×lgj500，8×lgj630，8×lgj720，8×lgj900，10×lgj400，10×lgj500，10×lgj630，10×lgj720,12×lgj400，12×lgj500，其中

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电晕笼试验的设备包括：电晕笼、声压传感器、数据采集前端、标准lan电缆和上位机软件，其中

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声功率级计算式为：

7.一种高海拔交流输电线路的选取装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，建立模块，包括：

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，确定模块中所述声功率级计算式的构建过程如下：

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，不同类型的所述试验导线为钢芯铝绞线，包括：4×lgj400，4×lgj500，4×lgj630，4×lgj720，6×lgj400，6×lgj500，6×lgj630，6×lgj720，8×lgj400，8×lgj500，8×lgj630，8×lgj720，8×lgj900，10×lgj400，10×lgj500，10×lgj630，10×lgj720,12×lgj400，12×lgj500，其中

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电晕笼试验的设备包括：电晕笼、声压传感器、数据采集前端、标准lan电缆和上位机软件，其中

12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述声功率级计算式为：

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-6任一所述的方法。

14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

技术总结
本发明公开了一种高海拔交流输电线路的选取方法、装置、介质及设备。其中，方法包括：采集不同类型覆冰的试验导线的覆冰图像，并根据覆冰图像中冰块尺寸、长度以及导线半径、分裂数，建立电晕笼中覆冰试验导线的有限元模型；根据覆冰试验导线的最小冰块直径将覆冰试验导线分成多段覆冰导线；根据有限元模型，求解每段覆冰导线的电场强度，并根据预先构建的声功率级计算式，确定每段覆冰导线的声功率值；根据每段覆冰导线的占比对每段覆冰导线的声功率值进行聚合，确定覆冰试验导线的覆冰声功率值。选取覆冰声功率值在预设阈值内的试验导线作为交流输电线路的导线。

技术研发人员：刘兴发,刘冀秋,吕铎,王劲,李峰,陈豫朝,干喆渊,万保权,杨丹,李金阳,杜思颖,张建功,王延召,路遥,谢辉春,廖正海,张业茂,周兵
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11