[發明專利]基于荷載可靠性的配電線路桿塔檔距規劃方法

有效

• 申請號: 201410438223.6
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104201628B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 胡博;謝開貴;蘭穎;余娟;任洲洋;李炎林;馬英浩
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02G7/00
• 分類號: H02G7/00;G06F19/00
• 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

1.一種基于荷載可靠性的配電線路桿塔檔距規劃方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、電桿荷載不可靠度計算

1.1計算電桿抗彎強度，電桿抗彎強度M_p的概率密度函數為：

fR(Mp)=12πδpexp[-12(Mp-μpδp)2]]]>

其中，μ_p＝β·Mu，μ_p為混凝土電桿抗彎強度的均值，β值可通過實際運行經驗或破壞性試驗得到；Mu為混凝土電桿的承載能力校驗彎矩，單位N·m；δ_p＝ν·M_u為混凝土電桿抗彎強度的標準差，ν為變差系數，可通過實際運行經驗或破壞性試驗得到；

1.2計算風荷載引起的電桿荷載效應

當風速一定時，作用于電桿上的導線水平風荷載為：

Gh=V21.6DαμscμzL]]>

其中，V為風速，m/s；D為導線外徑，m；α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；L為線路平均檔距；

吹向電桿產生的桿身風荷載：

Pp=CV21.6D0+Dp2hp]]>

其中，C為體型系數，D₀、D_p為梢徑與桿根的桿徑，單位m；h_p為電桿桿高，單位m；

電桿在風荷載作用下，由導線風荷載引起的桿根彎矩大小為：

M1=Σk=1nGhkhk]]>

其中，G_hk為第k根導線承受的風荷載，單位N/m；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；

由桿身風荷載引起的桿根彎矩大小可由下式計算：

M₂＝P_pZ

其中，Z為桿身風壓合力點至桿根的力臂，單位m；

電桿桿根彎矩M_T為二者的矢量合成：

M_T＝M₁+M₂

式中，M₁為由導線風荷載引起的桿根彎矩矢量；M₂為由桿身風荷載引起的桿根彎矩矢量；

1.3計算電桿荷載不可靠度

其中臺風最大風速服從極值I型分布，分布函數為：

F_V(v)＝exp[-exp(-a(x-u))]

相應的概率密度函數為：

fV(v)=ae{-a(x-u)-e[-a(x-u)]}]]>

式中，a為尺寸參數，a>0；u為位置參數，-∞<u<+∞，

電桿荷載效應為風速的函數S，記為：

S＝h(v)

臺風風速滿足極值I型分布F_v(v)，則有元件荷載效應S的分布函數為：

F_s(s)＝P(s＜S)＝P(s＜h(v))

采用Monte?Carlo法對電桿荷載不可靠度進行計算；

步驟2、受臺風影響的線路平均故障率計算

根據元件串聯模型可計算得到第j條饋線在風速分布下正常運行的概率為：

Pj=Πi=1nj(1-Pfpi)]]>

式中，n_j為該段饋線上電桿個數，

在臺風天氣下，該條饋線的倒桿故障率為：

λtj=(1-Pj)μPj]]>

式中，μ為修復率，

考慮倒桿故障與一般故障的線路綜合平均故障率可按下式計算：

λcj=TnormalTyearλnj+TtyphoonTyear(λnj+λtj)]]>

式中，T_normal、T_typhoon、T_year分別為饋線處于正常天氣、臺風天氣下的時間及總時間；λ_cj、λ_tj、λ_nj分別為第j條饋線綜合平均故障率、臺風天氣下倒桿故障率、正常天氣下的故障率；

步驟3、桿塔及檔距規劃模型

具體步驟為：

3.1架空配電線路規劃模型如下，

Min?F＝C_I+C_M+C_F

F為配電系統全壽命周期成本；C_I、C_M、C_F分別為架空配電線路投資成本、維護成本和倒桿斷線故障損失費用；

L_min≤L≤L_max

上式為檔距約束，L_min、L、L_max分別為規范規定的最小檔距、檔距變量、規范規定的最大檔距；

3.2成本費用計算，包括架空配電線路投資成本、維護成本和故障損失費用；

3.3根據約束規范調整配電線路桿塔檔距。