[发明专利]一种输电线路跳线的风偏角预测方法及装置

说明书

本发明公开了一种输电线路跳线的风偏角预测方法及装置，通过获取并基于输电线路跳线的垂直导线方向水平风荷载、垂直导线方向竖直风荷载和跳线雨荷载，对输电线路跳线进行建模处理，得到初始有限元模型；将通过初始有限元模型获取的多个预设工况下的风偏角数据，划分为模型训练数据集和模型预测数据集；基于模型训练数据集对BP神经网络模型进行训练，得到初始风偏角计算模型，将模型预测数据集输入到初始风偏角计算模型进行风偏角预测，得到最优风偏角计算模型；获取并将实时风速、实时风向和实时降雨强度输入到所述最优风偏角计算模型中，得到风偏角预测值；与现有技术相比，本发明的技术方案能提高获取输电线路跳线风偏角的准确性和效率。

技术领域

本发明涉及输电线路的技术领域，特别是涉及一种输电线路跳线的风偏角预测方法及装置。

背景技术

目前所发生的架空输电线路风偏故障，与极端气象条件具有直接的关系，特别是在大风伴有降雨时，更易导致风偏闪络故障的发生；现有的输电线路风偏监测普遍基于对接收的数值气象数据进行解析，并确定输电线路与风向的夹角和随机风速，然后计算随机风荷载和输电线路的水平位移，最后确定绝缘子动态风偏角，并对输电线路风偏状态进行预报，实现基于数值气象数据和绝缘子动态风偏角的输电线路风偏预报，或通过使用动态风风速模拟模型和风偏角计算模型，采集相应信息计算得到基于动态风的输电线路模拟风偏角。

现有的输电线路风偏监测技术未考虑降雨对跳线风偏角的影响，并未针对跳线风偏角建立有限元模型，使得获得的模型不够精确，进一步导致后续得到的输电线路风偏角误差较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种输电线路跳线的风偏角预测方法及装置，提高获取输电线路跳线风偏角的准确性和效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种输电线路跳线的风偏角预测方法，包括：

获取输电线路跳线的垂直导线方向水平风荷载、垂直导线方向竖直风荷载和跳线雨荷载；

根据所述垂直导线方向水平风荷载、所述垂直导线方向竖直风荷载和所述跳线雨荷载，对所述输电线路跳线进行建模处理，得到初始有限元模型；

基于所述初始有限元模型获取多个预设工况下的风偏角数据，并将所述风偏角数据划分为模型训练数据集和模型预测数据集，其中，所述预设工况包括风速、风向和降雨强度；

基于所述模型训练数据集对BP神经网络模型进行训练，得到初始风偏角计算模型，将所述模型预测数据集输入到所述初始风偏角计算模型进行风偏角预测，得到最优风偏角计算模型；

获取并将实时风速、实时风向和实时降雨强度输入到所述最优风偏角计算模型中，得到风偏角预测值。

在一种可能的实现方式中，获取输电线路跳线的垂直导线方向水平风荷载、垂直导线方向竖直风荷载，具体包括：

获取并将参数基准高度为10m的第一风速、导线外径、跳线档距、风压不均匀系数、风压高度变化系数、导线的体形系数、风荷载调整系数和风荷载增大系数输入到预设的垂直导线方向水平风荷载计算公式中，得到垂直导线方向水平风荷载，其中，预设的垂直导线方向水平风荷载计算公式，如下所示：

式中，v₁为第一风速、D为导线外径、L为跳线档距、α为风压不均匀系数、u₁为风压高度变化系数、u₂为导线的体形系数、β为风荷载调整系数、A为风荷载增大系数；

获取参数基准高度为10m的风向角，将所述风向角和所述垂直导线方向水平风荷载输入到预设的垂直导线方向竖直风荷载计算公式中，得到垂直导线方向竖直风荷载，其中，预设的垂直导线方向竖直风荷载计算公式，如下所示：

式中，φ为风向角。