一种输电线路导线风载荷监测方法、装置和设备与流程

本发明涉及风载荷计算，尤其涉及一种输电线路导线风载荷监测方法、装置和设备。

背景技术：

1、在输电线路导线仿真计算、线路监测工作中，需要通过气象检测风速，计算导线风荷载。目前在计算塔线体系中导线荷载时，多采用现行规范导线风荷载计算方法，其能够针对不同位置导线的风荷载差异性，利用导线风荷载不均匀系数进行调整。

2、但现有技术至少存在以下技术问题：在不同地形条件下输电线路的导线风载荷均采用了固定的不均匀系数，导致对导线风载荷的监测结果与实际情况出现较大偏差。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种输电线路导线风载荷监测方法，通过考虑地形条件对输电线路导线风载荷的影响，能够提高导线风荷载监测的精度。

2、为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种输电线路导线风载荷监测方法，包括：

3、获取输电线路所在区域范围的地形数据，根据所述地形数据建立输电线路的地形仿真模型；

4、对所述地形仿真模型进行计算流体力学仿真分析，得到全风向角下输电线路的风速变化梯度；

5、获取实际风速数据和实际风向数据，结合风速变化梯度计算得到输电线路导线风荷载的监测值。

6、作为上述方案的改进，所述获取输电线路所在区域范围的地形数据，根据所述地形数据建立输电线路的地形仿真模型，包括：

7、获取输电线路所在区域范围的地形数据；所述区域范围至少包括所述输电线路周边10km范围；

8、根据所述地形数据，采用计算流体力学仿真软件，建立输电线路的地形仿真模型，并对所述地形仿真模型进行壁面网格划分。

9、作为上述方案的改进，所述对所述地形仿真模型进行计算流体力学仿真分析，得到全风向角下输电线路的风速变化梯度，包括：

10、在预设的风速条件下，以预设的角度为间隔对所述地形仿真模型中进行流体力学仿真分析，计算输电线路中各分隔点全风向角下的风速数据；

11、在输电线路中选取一气象监测装置或其附近的气象监测点作为基准点；所述基准点为任一分隔点；

12、根据所述风速数据，计算输电线路中各分隔点与基准点的风速比，整合得到全风向角下输电线路的风速变化梯度。

13、作为上述方案的改进，当所述实际风速数据为平均风速数据时，所述获取实际风速数据和实际风向数据，结合风速变化梯度计算得到输电线路导线风荷载的监测值，包括：

14、获取平均风速数据和实际风向数据；

15、根据所述实际风向数据，从所述风速变化梯度中选取实际风向角对应的梯度数据，作为输电线路中各段导线的风速梯度修正系数；

16、通过计算输电线路第段导线的平均风载荷，作为输电线路导线风载荷的监测值；其中，为空气密度；为第段导线的风速梯度修正系数；为平均风速；为导线阻力系数；为导线直径，为第段导线的长度；为风荷载调整系数。

17、作为上述方案的改进，当所述实际风速数据为脉动风速时程数据时，所述获取实际风速数据和实际风向数据，结合风速变化梯度计算得到输电线路导线风荷载的监测值，包括：

18、获取脉动风速时程数据和实际风向数据；

19、根据所述实际风向数据，从所述风速变化梯度中选取实际风向角对应的梯度数据，作为输电线路中各段导线的风速梯度修正系数；

20、通过计算输电线路第段导线的脉动风载荷，作为输电线路导线风载荷的监测值；其中，为空气密度；为第段导线的风速梯度修正系数；为脉动风速；为导线阻力系数；为导线直径；为第段导线的长度。

21、本发明实施例还提供了一种输电线路导线风载荷监测装置，包括：

22、地形仿真模型建立模块，用于获取输电线路所在区域范围的地形数据，根据所述地形数据建立输电线路的地形仿真模型；

23、风速变化梯度计算模块，用于对所述地形仿真模型进行计算流体力学仿真分析，得到全风向角下输电线路的风速变化梯度；

24、导线风载荷计算模块，用于获取实际风速数据和实际风向数据，结合风速变化梯度计算得到输电线路导线风荷载的监测值。

25、作为上述方案的改进，所述风速变化梯度计算模块具体用于：

26、在预设的风速条件下，以预设的角度为间隔对所述地形仿真模型中进行流体力学仿真分析，计算输电线路中各分隔点全风向角下的风速数据；

27、在输电线路中选取一气象监测装置或其附近的气象监测点作为基准点；所述基准点为任一分隔点；

28、根据所述风速数据，计算输电线路中各分隔点与基准点的风速比，整合得到全风向角下输电线路的风速变化梯度。

29、作为上述方案的改进，当所述实际风速数据为平均风速数据时，所述导线风载荷计算模块具体用于：

30、获取平均风速数据和实际风向数据；

31、根据所述实际风向数据，从所述风速变化梯度中选取实际风向角对应的梯度数据，作为输电线路中各段导线的风速梯度修正系数；

32、通过计算输电线路第段导线的平均风载荷，作为输电线路导线风荷载的监测值；其中，为空气密度；为第段导线的风速梯度修正系数；为平均风速；为导线阻力系数；为导线直径，为第段导线的长度；为风荷载调整系数。

33、作为上述方案的改进，当所述实际风速数据为脉动风速时程数据时，所述导线风载荷计算模块具体用于：

34、获取脉动风速时程数据和实际风向数据；

35、根据所述实际风向数据，从所述风速变化梯度中选取实际风向角对应的梯度数据，作为输电线路中各段导线的风速梯度修正系数；

36、通过计算输电线路第段导线的脉动风载荷，作为输电线路导线风荷载的监测值；其中，为空气密度；为第段导线的风速梯度修正系数；为脉动风速；为导线阻力系数；为导线直径；为第段导线的长度。

37、本发明实施例还提供了一种输电线路导线风载荷监测设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种输电线路导线风载荷监测方法。

38、与现有技术相比，本发明公开的一种输电线路导线风载荷监测方法、装置和设备，通过获取输电线路所在区域范围的地形数据，根据所述地形数据建立输电线路的地形仿真模型；对所述地形仿真模型进行计算流体力学仿真分析，得到全风向角下输电线路的风速变化梯度；获取实际风速数据和实际风向数据，结合风速变化梯度计算得到输电线路导线风荷载的监测值。采用本发明实施例，能够综合考虑地形和风向对风速的作用，将风速变化梯度运用于实际风速数据和实际风向数据中，实现精确计算输电线路导线风荷载的监测值，进而为输电线路的监测和仿真工作提供支持。

技术特征：

1.一种输电线路导线风载荷监测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种输电线路导线风载荷监测方法，其特征在于，所述获取输电线路所在区域范围的地形数据，根据所述地形数据建立输电线路的地形仿真模型，包括：

3.如权利要求1所述的一种输电线路导线风载荷监测方法，其特征在于，所述对所述地形仿真模型进行计算流体力学仿真分析，得到全风向角下输电线路的风速变化梯度，包括：

4.如权利要求1所述的一种输电线路导线风载荷监测方法，其特征在于，当所述实际风速数据为平均风速数据时，所述获取实际风速数据和实际风向数据，结合风速变化梯度计算得到输电线路导线风荷载的监测值，包括：

5.如权利要求1所述的一种输电线路导线风载荷监测方法，其特征在于，当所述实际风速数据为脉动风速时程数据时，所述获取实际风速数据和实际风向数据，结合风速变化梯度计算得到输电线路导线风荷载的监测值，包括：

6.一种输电线路导线风载荷监测装置，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的一种输电线路导线风载荷监测装置，其特征在于，所述风速变化梯度计算模块具体用于：

8.如权利要求6所述的一种输电线路导线风载荷监测装置，其特征在于，当所述实际风速数据为平均风速数据时，所述导线风载荷计算模块具体用于：

9.如权利要求6所述的一种输电线路导线风载荷监测装置，其特征在于，当所述实际风速数据为脉动风速时程数据时，所述导线风载荷计算模块具体用于：

10.一种输电线路导线风载荷监测设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的一种输电线路导线风载荷监测方法。

技术总结本发明公开了一种输电线路导线风载荷监测方法、装置和设备，涉及风载荷计算技术领域，包括获取输电线路所在区域范围的地形数据，根据所述地形数据建立输电线路的地形仿真模型；对所述地形仿真模型进行计算流体力学仿真分析，得到全风向角下输电线路的风速变化梯度；获取实际风速数据和实际风向数据，结合风速变化梯度计算得到输电线路导线风荷载的监测值。采用本发明实施例，能够综合考虑地形和风向对风速的作用，将风速变化梯度运用于实际风速数据和实际风向数据中，实现精确计算输电线路导线风荷载的监测值，进而为输电线路的监测和仿真工作提供支持。技术研发人员：张琳琳,卞荣,李丹煜,李国强,陈科技,李晨受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司经济技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/1