[發明專利]一種全參數化三維桿塔建模方法

有效

• 申請號: 201410665823.6
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104504747A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 趙賢根;厲天威;楊瑞;賀恒鑫;何俊佳;羅兵;呂金壯;劉磊;王國利
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心;華中科技大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

技術領域

本發明屬于高電壓技術領域，具體涉及一種全參數化三維桿塔建模方法。

背景技術

作為輸電線路的支撐設備，桿塔廣泛應用于電力系統中。根據實際桿塔所得到的三維桿塔模型，適用于各種情況下的過電壓分析仿真中；能夠快速，正確的對三維桿塔進行建模是過電壓分析的一個重要環節。以往對三維桿塔的建模方法主要是通過將桿塔等效為多段導體組成的系統，輸入每段導體的兩個端點的坐標來完成建模。這種建模方法存在著以下問題：當桿塔的參數發生變化時，需要對每個點的坐標重新輸入；在一些分析中需要完成三維桿塔的批量建模，比如說在防雷分析中需要考慮桿塔取不同呼稱高度的情況，就需要對每個桿塔輸入所有的線段端點坐標。這些問題都會導致建模人員工作量大，效率低而且容易出錯。所以，迫切地需要一種高效，簡潔并且易于編輯與修改的三維桿塔的建模方法。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種全參數化桿塔建模方法，其目的在于高效、準確地構建出桿塔模型。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種全參數化三維桿塔建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取桿塔工程參數

根據輸電線路設計圖紙，對桿塔工程參數進行標注和命名，所述桿塔工程參數的選取滿足下述原則：

(i)其值可直接從圖紙尺寸讀出或者由幾個尺寸組合給出；

(ii)其有益于各節點坐標的表達簡單化；即參量越少越好，但要能充分表達桿塔的模型；

(2)獲取由所述桿塔工程參數表達的節點坐標：

(2-1)抽象出構成桿塔的所有節點，并對節點進行編號，節點之間構成的線段要能形成整個桿塔的模型；

(2-2)定義坐標原點，利用與所述桿塔工程參數相關的函數表達式描述由所述步驟(2)中得到的每個節點的三維空間坐標，形成節點集合；

(2-3)根據桿塔結構和節點命名，確定構成桿塔每根鋼材的節點對，形成描述桿塔整體結構的節點對集合；

(3)完成建模

輸入所述工程參數，生成桿塔三維模型坐標，并展示三維桿塔模型。

進一步地，所述步驟(2)中得到的節點坐標包括五類，分別為：

第一類點：可以直接用所述桿塔工程參數表示；

第二類點：位于端點是第一類點的鋼材線段上并已知某一維度的坐標；

第三類點：已知兩個維度的坐標，第三維度的坐標可以直接由第一類或者第二類點的坐標讀取；

第四類點：位于端點是第二類或第三類點的線段上并已知某一維度的坐標；

(v)已知兩個維度的坐標，第三維度的坐標可以直接由第(iv)類點的坐標讀取。

進一步地，所述步驟(2)中的節點坐標的表示是按照下列流程：

(i)直接根據桿塔工程參數表示所述第一類點；

(ii)根據端點為所述第一類點的鋼材線段的函數表達式以及節點的某一維度坐標確定第二類點；

(iii)根據第一類和第二類點的坐標確定第三類點；

(iv)根據第二類或第三類點為端點的線段確定第四類點；

(v)根據第四類點的坐標確定第五類點。。

體而言，按照本發明的全工程參數化三維桿塔建模方法相對于現有技術主要具有以下優點：

本發明將三維桿塔模型參數化，三維桿塔模型僅依賴于用戶所輸入的描述桿塔幾何尺寸的工程參數。輸入不同桿塔工程參數，桿塔三維模型自動調整，極大地降低了桿塔三維模型建模的工作量和修改的工作量，提高了桿塔三維模型的建模效率和準確度。

本發明的優點具體為：1)可操作性強，用戶只需要對桿塔幾何尺寸參數進行配置便可完成建模工作；2)效率高，不需要對桿塔每段線段端點的坐標進行讀取并輸入，避免了以往桿塔建模的繁瑣。3)易于修改與編輯：當桿塔發生變化時只需修改相關參數便可自動生成新的桿塔模型。

附圖說明

圖1為按照本發明實現的全工程參數化桿塔三維建模的流程框圖；

圖2為按照本發明實現的節點坐標的分類以及表示流程框圖；

圖3為按照本發明實施例中實現建模的示例單回耐張塔圖紙；

圖4為按照本發明實施例中實現建模的示例的節點編號以及桿塔工程參數標注；

圖5為按照本發明實施例中的示例的三維桿塔模型展示圖

具體實施方式

本發明的一種全參數化三維桿塔建模方法，以如圖3尺寸和形狀的單回耐張塔為實施例，對其進行三維建模。包括以下步驟：