[发明专利]一种线路舞动荷载风险建模的方法

摘要

本发明公开了一种线路舞动荷载风险建模的方法，包括以下步骤：（1）确定线路舞动幅值：（2）计算孤立档舞动张力：（3）连续多档舞动张力的确定：（4）杆塔挂点舞动荷载的确定：（5）线路舞动荷载风险建模以及计算舞动线路不可靠度。本方法综合考虑气象、导线结构参数及悬挂方式和档距等因素的影响，计算时间相依的舞动线路不可靠度，反映舞动引起机械故障的情况，为灾害天气电力系统的风险建模奠定基础，对于保证舞动多发区电网安全运行具有重要意义。

主权项

1.一种线路舞动荷载风险建模的方法，其特征在于：包括以下步骤： （1）、确定线路舞动幅值： （2）、计算孤立档舞动张力： （3）、连续多档舞动张力的确定： 耐张段内有直线塔时，悬垂串的偏移可使舞动水平张力得到一定释放，相对于步骤（2）中的两档双耐张模型，舞动水平张力差有所减小； 带有悬垂串的多档模型，导线舞动水平张力及张力差可通过有限元方法计算得到；有限元模型中导线采用索单元模拟，悬垂串采用杆单元模拟，导线初始张力为按照耐张段代表档距确定的导线张力，通过降温法或施加初始应变来施加；（4）、杆塔挂点舞动荷载的确定： 采用两档分析模型确定不同工况下导线舞动水平张力及张力差的最大值，然后根据档数及悬挂方式对舞动水平张力及张力差的影响规律，得到用于杆塔设计的挂点水平张力及张力差，耐张塔需将两侧导线水平张力按照转角度数为2θ的方向施加在挂点位置，挂点纵向荷载和横向荷载分别为： T_x＝(T₁+T₂)·sinθ T_y＝(T₁-T₂)·cos 直线塔把两侧舞动水平张力差ΔT₁₂作用在挂点处即可，即： ΔT₁₂＝T₁-T₂； （5）、线路舞动荷载风险建模： 依据静态结构可靠性分析理论，建立线路舞动荷载风险分析的解析模型，用于计算时间相依的线路荷载可靠性水平： 假设X_i(i=1，2，…n)为描述线路状态的基本变量，线路可靠性分析的功能函数表达式为 Z＝g(X₁，X₂，...，X_n) 当基本变量X_i为随机变量时，线路不可靠度为 P_f＝P[Z＝g(X₁，X₂，...，X_n)] 考虑结构可靠性的可靠与失效两状态模型，即 P_r+P_f＝1 式中：P_r为线路的可靠度；P_f为线路的不可靠度； 当描述线路状态的基本变量为线路荷载和线路强度时，在线路荷载–强度可靠性计算中，根据假设条件的不同，线路强度采用固定值或随机变量，由于灾害天气下线路风速实时变化、舞动张力变化，因此引入了随时间变化的荷载变量，定义一种简单的结构功能函数： Z(t)＝g(Q(t)，R)＝R-Q(t) 式中：R为线路强度随机变量；Q(t)为线路舞动荷载随时间t变化的随机变量；当线路设计强度大于舞动荷载时，线路可靠，当线路设计强度小于舞动荷载时，线路故障；如果线路强度与荷载两个随机变量的概率密度函数有重叠部分，则为干涉区；干涉区域的存在，表示线路有故障的可能，但干涉区域面积并不等于失效概率； 线路承受的舞动荷载落在干涉区域的概率为 线路强度大于荷载的概率为 当线路强度与荷载两个随机变量相互独立时，在舞动荷载q₀领域内，强度大于荷载的概率为 则对于舞动荷载q的任何取值，线路不可靠度为 上式满足线路强度与荷载两个随机变量符合任何分布的不可靠度计算。