[發(fā)明專利]基于多元物理量數(shù)學(xué)模型的輸電線路覆冰預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210330175.X
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102927949A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶章;李興華;王凱;倪云峰;陳宇錚;范聰玲;吳榮杰;楊帆;宦若紅;趙小敏;毛科技;雷艷靜;任佳萍;丁舒羽
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01B21/08
• 分類號: G01B21/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

1.一種基于多元物理量數(shù)學(xué)模型的輸電線路覆冰預(yù)測方法，其特征在于：所述預(yù)測方法包括如下步驟：

(1)采用溫濕度傳感器、風(fēng)力傳感器獲取當(dāng)前時(shí)刻的溫濕度及風(fēng)力氣象參數(shù)；

(2)分別判斷當(dāng)前各氣象數(shù)據(jù)是否滿足覆冰條件，即：溫度-8～0℃，濕度90％RH以上，風(fēng)速2～7m/s，若滿足條件則轉(zhuǎn)到(3)，否則進(jìn)入下一次采樣周期，即返回到(1)；

(3)通過張力傳感器獲得的數(shù)據(jù)值與初始值做比較，若說明導(dǎo)線有覆冰，轉(zhuǎn)到步驟(4)，否則返回到(1)；

(4)通過地面終端獲取當(dāng)前環(huán)境氣壓值，計(jì)算覆冰厚度b，計(jì)算公式如下：

b=∫0tif(t,T,V,p)dt---(13)]]>

單位覆冰厚度Δr表示為：

Δr=t(VW)2+(Pρ0)2ρiπ---(7)]]>

其中，V是風(fēng)速(m/s)，W是空氣中的液態(tài)水含量(g/m³)，t是降雨時(shí)間(s)；P是降雨強(qiáng)度(mm/h)，ρ₀是水的密度(g/cm³)，t是降雨時(shí)間(s)；

W＝aP^b，其中a，b是常數(shù)，將降雨強(qiáng)度P與濕度轉(zhuǎn)換，P滿足如下關(guān)系：

P=1ρg∫0pz0qdp---(8)]]>

其中，q為比濕，p為氣壓(MPa)，ρ為液態(tài)水密度(g/cm³)，g為重力加速度(m/s²)，為地面氣壓(MPa)；

比濕q根據(jù)水汽壓e(hPa)計(jì)算出來，它和水汽壓的關(guān)系為：

q=ϵep-(1-ϵ)e---(9)]]>

式中，μ_v，μ_d分別為水汽和干空氣的平均摩爾質(zhì)量；

采用濕度傳感器得到的濕度值是一個相對濕度，其表達(dá)式為：

f=eE×100%---(10)]]>

其中，E為同一溫度下的飽和水汽壓(hPa)；；

結(jié)合公式(7)-(10)，得到單位覆冰厚度Δr關(guān)于時(shí)間t、溫度T、風(fēng)速V和氣壓p的表達(dá)式：

Δr＝f(t，T，V，p)???????????????????????????????(11)；

將公式(11)轉(zhuǎn)化為微分形式，兩邊積分可得到公式(13)；

(5)通過覆冰厚度和溫濕度計(jì)算任意時(shí)刻t_i導(dǎo)線的綜合比載g₅，計(jì)算公式為：

g5=g32+g42---(20)]]>

其中，g₄為水平比載，g₃為垂直比載；

g3=g1+g2=gqA+gρπb(2r0+b)×10-3A---(17)]]>

其中，g₁為導(dǎo)線比載，g₂為覆冰比載，g為重力加速度，q為單位長度質(zhì)量(kg/m)，ρ是覆冰的密度(g/cm³)，r₀為導(dǎo)線的半徑(mm)，A為導(dǎo)線橫截面積(mm²)；

g4=0.6128KzαC(2r0+2b)V2A×10-3]]>

=1.2256KzαC(r0+b)V2A×10-3---(19)]]>

其中，K_z是風(fēng)壓高度變化系數(shù)，α是風(fēng)速不均勻系數(shù)，C是風(fēng)載體型系數(shù)；

(6)通過綜合比載g₅得到電力線檔距端點(diǎn)處的軸向應(yīng)力σ_x，令σ_x＝σ_max，計(jì)算斷裂剩余時(shí)間t，并發(fā)出預(yù)警信號。