[发明专利]一种输电线路通道多工况仿真模拟分析方法

权利要求书

1.一种输电线路通道多工况仿真模拟分析方法，其特征在于，包括：

预先获取输电线路周围的基础地理数据、激光点云数据、瞬时工况信息以及线路台账信息；

基于基础地理数据和激光点云数据，进行线路走廊三维建模，生成线路走廊地形、地面及障碍物模型；

基于激光点云数据，获取塔杆位置信息，并构建塔杆模型和导线模型；

基于激光点云数据、瞬时工况信息以及线路台账信息，生成特定工况条件下的导线弧垂方程；

基于所述导线弧垂方程以及预先计算得到的瞬时工况信息，获取所述特定工况条件下的导线弧垂方程的导线应力系数；

基于所述塔杆位置信息、所述塔杆模型和导线模型、所述导线应力系数以及多种预设的仿真工况信息，生成调整后的导线弧垂曲线；

基于所述线路走廊地形、地面及障碍物模型以及所述导线弧垂曲线，动态模拟仿真导线弧垂曲线，对输电线路在不同工况条件下的安全距离进行分析和预警，并生成安全距离分析报告；

对输电线路在不同工况条件下的安全距离进行分析和预警，包括：根据得到的导线等效覆冰厚度与预设的覆冰厚度阈值比较，当超过预设的覆冰厚度阈值时，进行预警提示；

所述导线等效覆冰厚度采用两种覆冰模型计算，包括通过覆冰截面积计算和通过输电线路静力学模型计算，上述两种测量覆冰厚度的方法包括根据实际需要合理选取，或根据实际计算环境综合运用；

通过覆冰截面积计算导线等效覆冰厚度具体公式为：

式中，b为覆冰厚度，ρ_x为覆冰密度，π为圆周率，D为导线外径，A为导线覆冰的截面积；

通过输电线路静力学模型计算导线等效覆冰厚度具体公式为：

式中，b为导线等效覆冰厚度，ρ为覆冰密度，D为导线外径，q_ice为每根分裂导线均匀覆冰载荷集度。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路通道多工况仿真模拟分析方法，其特征在于，所述瞬时工况信息包括温度、覆冰、风速、光照和负荷数据。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路通道多工况仿真模拟分析方法，其特征在于，基于激光点云数据、瞬时工况信息以及线路台账信息，生成特定工况条件下的导线弧垂方程，具体包括：

将输电线路近似为悬链线，并将悬链线方程简化为斜抛物线方程；

根据所述斜抛物线方程，并基于所述激光点云数据、瞬时工况信息以及线路台账信息，计算导线最大弧垂，得到导线弧垂方程。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路通道多工况仿真模拟分析方法，其特征在于，所述导线最大弧垂的计算公式为：

式中，g为导线比载，单位为N/m.mm²；σ₀为水平导线最低点应力，单位为MPa；l为档距，β为导线两端高差角，即当线路导、地线悬挂点不等高有高差时的高差角。

5.根据权利要求3所述的一种输电线路通道多工况仿真模拟分析方法，其特征在于，所述斜抛物线方程为：

式中，g为导线比载，单位为N/m.mm²；σ₀为水平导线最低点应力，单位为MPa；为导线悬挂点高差角。

6.根据权利要求5所述的一种输电线路通道多工况仿真模拟分析方法，其特征在于，所述导线应力系数的获取过程，具体包括：

基于所述斜抛物线方程，构建表征导线水平应力随瞬时工况信息变化的导线状态方程；

将预先测得的瞬时工况数据代入所述导线状态方程，根据导线水平应力与对应瞬时工况数据的变化关系，得到导线应力系数。

7.根据权利要求6所述的一种输电线路通道多工况仿真模拟分析方法，其特征在于，所述导线状态方程为：

式中，g_m为初始气象条件下的比载，单位为N/m.mm²；g_n为待求气象条件下的比载，单位为N/m.mm²；t_m为初始气象条件下的温度，单位为℃；t_n为待求气象条件下的温度，单位为℃；σ_m为在温度t_m和比载g_m时的应力，单位为MPa；σ_n—在温度t_n和比载g_n时的应力，单位为MPa；α为线温度线膨胀系数，单位为1/℃；E为导线的弹性系数，单位为MPa；为导线悬挂点高差角；l为档距，单位为m。/