配電線路抗風能力評估方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種配電線路抗風能力評估方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 突發(fā)公共事件應急管理體系是一個開放的復雜巨系統(tǒng)，具有多主體、多因素、多尺 度、多變性的特征。熱帶氣旋是導致電網(wǎng)破壞最嚴重的自然災害之一，每年我國沿海一帶都 會發(fā)生多起因風災破壞電力設(shè)施的事故。熱帶氣旋對架空線路（配電線路）的破壞最為嚴 重，其可能造成的破壞主要有三類，分別是：桿塔傾斜、倒塌；橫擔斷裂和脫落；導線拉斷、 接地或相間短路燒斷導線等。
[0003] 配電線路系統(tǒng)自身龐大而復雜，是涉及因素和決定變量數(shù)量非常多的動態(tài)復雜系 統(tǒng)。而且面臨風災問題，尤其是臺風、強臺風和超強臺風等高等級熱帶氣旋，更加增加了 風災受損的預測預報的復雜性和不確定性。目前所開展的基于配電線路的防風災措施， 主要涉及配電線路的規(guī)劃、配電線路的維護、配電線路在風災過程展示的GIS(Ge〇graphiC InformationSystem，地理信息系統(tǒng)）系統(tǒng)和配電線路防災決策系統(tǒng)四個方面。配電線路的 規(guī)劃和維護措施，對于具體的風災來說，雖然有一定的作用，但是對災后搶修復電的意義不 是很大；基于配電線路在風災過程展示的GIS系統(tǒng)，只是更直觀地進行信息展示，沒有包含 智能決策部分，利用率低；現(xiàn)有的一些配電線路防災決策系統(tǒng)，只是一些初步的智能決策系 統(tǒng)，主要是依據(jù)桿塔的設(shè)計標準規(guī)范中的設(shè)計風速來度量，沒有考慮桿塔的具體運行情況， 也沒有考慮臺風的具體情況，很難適應熱帶氣旋災害、配電線路等研究對象的獨特性、多樣 性、復雜性和高度非線性。
[0004] 因此，長期以來，面向配電線路風災損失評估的快速有效決策系統(tǒng)一直難以建立， 很難在災前進行有效的風災預測與搶修資源調(diào)度，同時也就很難為決策者應對風災的戰(zhàn)略 決策提供輔助幫助。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種配電線路抗風能力評估方法和系統(tǒng)，充分 考慮桿塔自身屬性和臺風具體情況，可以準確有效估計所有線路的防風能力。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
[0007] -種配電線路抗風能力評估方法，包括步驟：
[0008] 根據(jù)臺風基本信息獲得每個臺風點的最大風速半徑；
[0009] 獲得距離桿塔最近的臺風點，根據(jù)最近的臺風點與所述桿塔的距離，以及最近的 臺風點的最大風速半徑、最大風速和移動速度，采用預設(shè)模型獲得所述桿塔處的承受風 速；
[0010] 根據(jù)抗剪強度、桿塔埋深、桿塔直徑和卡盤設(shè)置系數(shù)，獲得剪應力彎矩；
[0011] 根據(jù)剪應力彎矩和桿塔彎矩的系數(shù)關(guān)系以及桿塔彎矩的表達式，獲得桿塔的抗風 風速；
[0012] 根據(jù)所述桿塔的抗風風速和所述桿塔處的承受風速的比值，得到所述桿塔的抗風 能力。
[0013] 一種配電線路抗風能力評估系統(tǒng)，包括：
[0014] 最大風速半徑確定模塊，用于根據(jù)臺風基本信息獲得每個臺風點的最大風速半 徑；
[0015] 承受風速確定模塊，用于獲得距離桿塔最近的臺風點，根據(jù)最近的臺風點與所述 桿塔的距離，以及最近的臺風點的最大風速半徑、最大風速和移動速度，采用預設(shè)模型獲得 所述桿塔處的承受風速；
[0016] 剪應力彎矩確定模塊，用于根據(jù)抗剪強度、桿塔埋深、桿塔直徑和卡盤設(shè)置系數(shù)， 獲得剪應力彎矩；
[0017] 抗風風速確定模塊，用于根據(jù)剪應力彎矩和桿塔彎矩的系數(shù)關(guān)系以及桿塔彎矩的 表達式，獲得桿塔的抗風風速；
[0018] 桿塔抗風能力確定模塊，用于根據(jù)所述桿塔的抗風風速和所述桿塔處的承受風速 的比值，得到所述桿塔的抗風能力。
[0019] 本發(fā)明配電線路抗風能力評估方法和系統(tǒng)，獲取桿塔的自身屬性數(shù)據(jù)以及臺風的 具體數(shù)據(jù)，根據(jù)桿塔的自身屬性數(shù)據(jù)和臺風的具體數(shù)據(jù)進行風速和抗風風速計算。根據(jù)抗 風風速和風速的比值，有效準確估計出各個桿塔的抗風能力。本發(fā)明可以廣泛應用各類配 電線路、各種型號桿塔、不同桿塔基礎(chǔ)參數(shù)的桿塔抗風能力的估計；根據(jù)估計的各個桿塔抗 風能力，可以快速定位防風薄弱的桿塔位置和臺風損失位置，從而有效實現(xiàn)風前防風各項 準備工作的落實以及各項資源的合理配置，從而實現(xiàn)配電線路的快速修復，把損失降到最 小。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明配電線路抗風能力評估方法實施例一的流程示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明步驟S120實施例的流程示意圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明配電線路抗風能力評估方法實施例二的流程示意圖；
[0023] 圖4為本發(fā)明配電線路抗風能力評估方法具體實施例的流程示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明配電線路抗風能力評估系統(tǒng)實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明承受風速確定模塊實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明配電線路抗風能力評估系統(tǒng)實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8為本發(fā)明抗風能力等級確定模塊實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及取得的效果，下面結(jié)合附圖及較佳實 施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案，進行清楚和完整的描述。
[0029] 如圖1所示，一種配電線路抗風能力評估方法，包括步驟：
[0030]S110、根據(jù)臺風基本信息獲得每個臺風點的最大風速半徑；
[0031]S120、獲得距離桿塔最近的臺風點，根據(jù)最近的臺風點與所述桿塔的距離，以及最 近的臺風點的最大風速半徑、最大風速和移動速度，采用預設(shè)模型獲得所述桿塔處的承受 風速；
[0032]S130、根據(jù)抗剪強度、桿塔埋深、桿塔直徑和卡盤設(shè)置系數(shù)，獲得剪應力彎矩；
[0033]S140、根據(jù)剪應力彎矩和桿塔彎矩的系數(shù)關(guān)系以及桿塔彎矩的表達式，獲得桿塔 的抗風風速；
[0034]S150、根據(jù)所述桿塔的抗風風速和所述桿塔處的承受風速的比值，得到所述桿塔 的抗風能力。
[0035] 臺風基本信息包括：時間（XX月YY日HH時），經(jīng)煒度，臺風強度等級，最大風速 (Vrmax)，移動速度（V0)，七級風圈半徑（R7)，十級風圈半徑（R10)，十二級風圈半徑（R12) 等等。臺風基本信息可以通過臺風網(wǎng)等途徑獲取。
[0036] 桿塔基本信息包括：地市局，縣區(qū)局，供電所，變電站，線路名稱，投入使用年份，塔 桿經(jīng)煒度，距離海岸線距離，塔桿的設(shè)計風速，回路數(shù)，導線型號，塔桿全長，電桿強度等級， 埋深，前檔距，后檔距，電桿水平檔距，電桿所處位置（山地、水田等），周圍土質(zhì)，護坡情況， 卡盤設(shè)置，有無防風拉線等等。桿塔基本信息可以通過現(xiàn)有的配線線路基礎(chǔ)信息表獲取。
[0037] 在步驟S110中，所述臺風基本信息（XX月YY日HH時）包括各臺風點的經(jīng)煒度、 臺風強度等級、最大風速（Vmax)、移動速度（V0)、七級風圈半徑（R7)、十級風圈半徑（R10) 和十二級風圈半徑（R12)。
[0038] 在一個實施例中，根據(jù)臺風基本信息，可以通過牛頓迭代法、Jelesnianki模型和 陳孔沫模型獲得每個臺風點的最大風速半徑Rmax。牛頓迭代法、Jelesnianki模型和陳孔 沫模型均采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的算法和模型。
[0039] 在步驟S120中，為了保證承受風速計算的準確性，可以獲得多個距離桿塔最近的 臺風點，例如三個等。在一個實施例中，如圖2所示，步驟S120可以包括：
[0040] S1201、獲得距離桿塔最近的預設(shè)個臺風點，例如距離桿塔最近的三個臺風點；
[0041]S1202、根據(jù)預設(shè)個臺風點中每個臺風點與所述桿塔的距離，以及預設(shè)個臺風點中 每個臺風點的最大風速半徑、最大風速和移動速度，采用Jelesnianki模型和陳孔沫模型， 得到預設(shè)個臺風點分別在所述桿塔處的承受風速；
[0042] 其中預設(shè)個臺風點分別與所述桿塔的距離可以根據(jù)桿塔的經(jīng)煒度以及預設(shè)個臺 風點的經(jīng)煒度分別計算得到；
[0043] S1203、根據(jù)預設(shè)個臺風點在所述桿塔處的承受風速的平均值，得到所述桿塔處的 承受風速。
[0044] 下面針對預設(shè)個臺風點中的一個臺風點，給出所述桿塔處的承受風速的詳細步 驟：
[0045]Jelesnianki模型如下：
[0046]
[0047]
[0048]
[0049]
[0050] 式⑴中，I為環(huán)流風速，V2為移行風速，r為桿塔與臺風點的距離，R_為該臺風 點的最大風速半徑，Vmax為該臺風點的最大風速，V。為該臺風點的移動速度。
[0051] 陳孔沫模型如下：
[0052]
[0053]
[0054]
[0055]
[0056] 式⑵中，I為環(huán)流風速，V2為移行風速，r為桿塔與臺風點的距離，R_為該臺風 點的最大風速半徑，Vmax為該臺風點的最大風速，V。為該臺風點的移動速度。
[0057] 根據(jù)上述式（1)和式（2)，得到該桿塔處的承受風速t為式（3):
[0058]Vr= (Vrl+Vr2)/2 (3)
[0059] 抗風風速的計算需要根據(jù)剪應力彎矩和