[发明专利]输电塔体系振型聚类方法、装置以及计算机设备

说明书

本申请涉及一种输电塔体系振型聚类方法、装置以及计算机设备，其中，该输电塔体系振型聚类方法包括：获取输电塔体系模型、输电塔节点集合以及环境特征；根据所述环境特征对所述输电塔体系模型进行动力特性分析，得到所述输电塔体系模型的振型参数；在所述输电塔体系模型的振型参数中，获取对应所述输电塔节点集合中各节点的振型参数；对所述各节点的振型参数进行Q型聚类，得到振型分类。通过环境特征对输电塔体系进行动力特性分析，得到各个节点的振型参数，再通过Q型聚类对振型参数进行分类得到振型分类。基于振型分类能够从动力特性角度，精确的确定耦联效应对输电塔体系的影响。

技术领域

本申请涉及输电网络领域，特别是涉及一种输电塔体系振型聚类方法、装置以及计算机设备。

背景技术

输电塔体系一种用于远程输送电力的系统。输电塔体系包括输电塔以及导线地线。其中，输电塔是用来支撑和架空导线、避雷线和其他附件的塔架结构，使导线与导线、导线与铁塔、导线与避雷线、导线对地面或交叉跨越保持规定的安全距离的高耸式钢结构物。导线地线架设在输电塔上用来传输电力。

输电塔体系中的输电塔的结构安全性直接关系到国家电网和输电线路的正常运行。但输电塔轻质、高柔的特性，使得其在面对超过设计标准的大风时，结构会发生较大的响应，部分构件会出现比较大的变形，甚至断裂，这是许多输电塔倒塌的直接诱因。而输电塔倒塌往往带来巨大的经济损失，该领域学者们通过研究作用于输电塔线体系的风荷载和不同风场下的输电塔风致响应来为输电塔抗风设计和抗连续性倒塌设计提供参考。已有研究表明，输电塔线体系的风致响应功率谱的峰值会随着风速的变化而移动，进行输电塔线体系抗风分析时应考虑耦联效应。

目前的相关技术中，并没有对于输电塔体系的耦联效应相关技术。

发明内容

本申请实施例提供了一种输电塔体系振型聚类方法、装置以及计算机设备，以至少解决相关技术中没有分析输电塔体系的耦联效应的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种输电塔体系振型聚类方法，包括：获取输电塔体系模型、输电塔节点集合以及环境特征；根据所述环境特征对所述输电塔体系模型进行动力特性分析，得到所述输电塔体系模型的振型参数；在所述输电塔体系模型的振型参数中，获取对应所述输电塔节点集合中各节点的振型参数；对所述各节点的振型参数进行Q型聚类，得到振型分类。

在其中一个实施例中，所述获取输电塔体系模型包括：获取实际输电线路的输电塔施工图以及导线地线参数；根据所述输电塔施工图，建立输电塔模型；

根据所述导线地线参数，建立导线地线模型；根据所述输电塔模型以及导线地线模型，得到所述输电塔体系模型。

在其中一个实施例中，所述根据所述输电塔模型以及导线地线模型，得到所述输电塔体系模型包括：根据所述输电塔施工图，确定塔线连接方式以及边界约束条件；根据所述塔线连接方式以及边界约束条件，对所述导线地线模型以及输电塔模型进行约束，得到所述输电塔体系模型。

在其中一个实施例中，获取输电塔节点集合包括：对所述输电塔模型中不考虑导线地线的输电塔模型，进行动力特性分析，得到相应单塔的振型参数；所述单塔的振型参数包括固有频率以及振型；在所述单塔的振型参数中提取m个节点的振型位移；对所述m个节点的振型位移进行R型聚类，缩减节点数量为n个，并得到n个节点的节点集合。

在其中一个实施例中，所述根据所述环境特征对所述输电塔体系模型进行动力特性分析，得到所述输电塔体系模型的振型参数；所述环境特征包括地貌特征以及风场特性；将所述环境特征等效为所述输电塔体系模型中各个加风点上的静风力载荷，得到所述输电塔体系模型的平衡状态；根据所述输电塔体系模型中不同导线地线的张力，得到多个所述输电塔体系模型的平衡状态；对多个所述输电塔体系模型的平衡状态进行动力特性分析，得到多组输电塔体系模型的振型参数；所述输电塔体系模型的振型参数包括固有频率以及振型。