[發明專利]臺風天氣下配電線路荷載可靠度分析方法

有效

• 申請號: 201410438044.2
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104217253B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 胡博;謝開貴;蘭穎;尹蕾;王賀
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙)50216
• 代理人: 龍玉洪

1.一種臺風天氣下配電線路荷載可靠度分析方法，其特征在于按照以下步驟進行：

步驟1：根據風場模型確定臺風登陸t'小時后風場內各點的風速和風向；

步驟2：計算導線與電桿在風荷載作用下的荷載效應，具體包括：

步驟2-1：計算導線單位長度上的綜合荷載

為水平方向上的荷載分量，P₂＝qg為垂直方向上的荷載分量，V表示風速，D為導線半徑，a為風壓不均勻系數；μ_sc為導線體型系數；μ_z為風壓高度變化系數；θ為風向與線路的夾角，q為導線單位長度的質量；g為重力加速度；

步驟2-2：根據導線狀態方程求導線弧垂最低點的張力T；

狀態方程為：

其中：P_m、T_m、t_m分別為已知氣象條件下的線荷載、弧垂最低點導線張力及溫度；P、T、t為待求氣象條件下的線荷載(N/m)、弧垂最低點導線張力及溫度；b為導線的溫度伸長系數；E為導線的彈性模數；l為檔距；A為導線截面面積；

步驟2-3：按照計算導線懸掛點切線方向綜合張力T_g，其中β為高差角；l_gv為導線懸掛點到弧垂最低點的距離；

步驟2-4：按照計算導線截面上的應力σ_g；

步驟2-5：按照計算電桿桿身的風荷載，其中C為體型系數；D₀、D_p分別為梢徑與桿根的桿徑；

步驟2-6：按照M_總＝M₁+M₂矢量合成計算得到電桿彎矩，其中：

M₁＝P_ph_pZ是由桿身風荷載引起的桿根彎矩大小；

是由導線風荷載引起的桿根彎矩大小；

h_p為電桿桿高；Z為桿身風壓合力至桿根的力臂；P_1k為第k根導線的線風荷載；h_k為第k根導線與桿根的垂直距離；n為電桿上懸掛的導線根數；

步驟3：確定導線的強度概率密度函數為f_R(σ_l)，電桿的強度概率密度函數為f_R(M_p)；

步驟4：計算導線與電桿的荷載可靠度，其中：

導線可靠度

電桿可靠度

步驟5：將線路中的電桿與導線分別作為一個元件，按照計算整個線路的可靠度，其中P_i為第i個元件的荷載可靠度，N為整個線路中元件的總個數。

2.根據權利要求1所述的臺風天氣下配電線路荷載可靠度分析方法，其特征在于：步驟1中風場內各點風速需通過中間變量最大風速半徑、最大梯度風速、平均最大風速計算得到；

首先，按照ΔP(t)＝ΔP₀-0.675(1+sinφ)t'計算登陸t'小時后的中心氣壓差，△P₀為臺風登陸前中心氣壓差；φ為登陸海岸線與臺風運動方向夾角；

接著采用Batts風場模型，以R_max＝exp(-0.1239ΔP(t)^0.6003+5.1034)計算最大風速半徑R_max；

再接著，按照計算最大梯度風速，△p為熱帶氣旋外圍氣壓與氣象中心氣壓壓差，K為常系數，f為地球自轉科氏力參數；

然后按照計算中間變量平均最大風速，其中V_T為臺風整體移動速度；

最后，按照計算臺風風場內各地點風速，其中，r為配電線路距臺風中心的距離；x為系數并根據不同臺風在0.5～0.7之間變化。