[發(fā)明專利]綜合評價計算塔材實際強度的塔材強度評估和計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510422867.0
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN105095574A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 傅靖;陳國華;朱富云;徐劍峰;葛樂;龔燈才;朱張蓓;鞠易;孫玉瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司南通供電公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南通市永通專利事務(wù)所 32100
• 代理人: 葛雷

1.一種綜合評價計算塔材實際強度的塔材強度評估和計算方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：指標(biāo)集約簡；

步驟2：因素集權(quán)重確定；

步驟3：隸屬函數(shù)確定；

步驟4：實際強度評估；

所述步驟1中的指標(biāo)為110kV電壓等級線路鐵塔強度評價基本指標(biāo)體系；(1)基本指標(biāo)體系主要由氣象區(qū)條件、亞強度損傷、導(dǎo)線應(yīng)力及機械振動三大類因素構(gòu)成；

因素集為：U＝{U₁,U₂,U₃}，其中U₁＝{u₁₁,u₁₂,u₁₃,u₁₄,u₁₅}，U₂＝{u₂₁,u₂₂,u₂₃,u₂₄,u₂₅,u₂₆}，U₃＝{u₃₁,u₃₂,u₃₃,u₃₄}；

1)氣象區(qū)條件U₁：

風(fēng)速(最大風(fēng))u₁₁，大氣溫度(最低溫)u₁₂，年平均氣溫u₁₃，覆冰厚度(最厚覆冰)u₁₄，年雷暴日天數(shù)u₁₅；

2)亞強度損傷U₂：

運行時間u₂₁，彎曲修復(fù)次數(shù)u₂₂，裂痕修復(fù)次數(shù)u₂₃，雷電或故障電流損傷次數(shù)u₂₄，重覆冰疲勞次數(shù)u₂₅，平均運行應(yīng)力/最大運行應(yīng)力u₂₆；

3)導(dǎo)線應(yīng)力及機械振動U₃：

導(dǎo)線分裂數(shù)u₃₁，風(fēng)向與線路角u₃₂，地表面粗糙程度u₃₃，鋼材銹蝕量為u₃₄；

根據(jù)評價因素對塔材強度的影響程度不同分為五個等級，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，等級Ⅰ表示對塔材實際強度影響很小，等級Ⅱ表示對塔材實際強度影響較小，等級Ⅲ表示對塔材實際強度影響中等，等級Ⅳ表示對塔材實際強度影響較大，等級Ⅴ表示對塔材實際強度影響很大；

(2)粗糙集進行屬性約簡：

以Ⅱ的指標(biāo)值作為各最初評價指標(biāo)的閥值，滿足Ⅱ的指標(biāo)值則為1，否則為0，則由表2和表3數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)離散化，便可得出最初評價指標(biāo)信息；

根據(jù)粗糙集理論，進行屬性重要度約簡：

U/R＝{{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}

U/(R-{u₁₁})＝{{1,3,5,7,8},{2,4}}

U/(R-{u₁₂})＝{{1,2,4,5,7},{3,6,8}}

U/(R-{u₁₃})＝{{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}

U/(R-{u₁₄})＝{{1,5,7},{2,4},{3,6,8}}

U/(R-{u₁₅})＝{{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}

U/(R-{u₁₃,u₁₅})＝{{1,7},{2,4},{3,6,8},{5}}

U/R≠U/(R-{u₁₁})

U/R≠U/(R-{u₁₂})

U/R≠U/(R-{u₁₄})

U/R＝U/(R-{u₁₃})＝U/(R-{u₁₅})＝U/(R-{u₁₃,u₁₅})

經(jīng)過屬性重要度約簡，計算可知指標(biāo)u₁₃、u₁₅是冗余的；同理，分別對亞強度損傷因素和導(dǎo)線應(yīng)力及機械振動因素進行屬性重要度約簡，得到最終評價指標(biāo)為：U＝{U₁,U₂,U₃}，其中U₁＝{u₁₁,u₁₂,u₁₄}，U₂＝{u₂₁,u₂₂,u₂₃,u₂₄,u₂₅}，；

步驟4的具體方法：

1)一級模糊綜合評價：

由隸屬度函數(shù)得到因素U_i的評價模糊關(guān)系R_i，r_kj(i)表示在因素U_i中二級第k種因素對第j級評價標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度；對每個因素進行一級模糊綜合評價，評價結(jié)果記為B_i，即：

其中b_i1＝a_i1·r_11(i)+a_i2·r_21(i)+…+a_im·r_m1(i)；

再將B_i歸一化得到B′_i，記B′_i＝[b′_i1b′_i2…b′_in]，其中

2)二級模糊綜合評價：

在一級模糊綜合評價的基礎(chǔ)上，將評價向量B′_i合成為R，其中R為因素集U到評價集Y的模糊關(guān)系矩陣，即綜合評價變換矩陣；進行二級模糊綜合評價，記為B，即：

其中b_i＝A₁·r_1i+A₂·r_2i+…+A_m·r_mi；

再將B歸一化得到最終的模糊評價向量B'，B'記B'＝[b′₁b′₂…b′_n]，其中bi′=bi/Σj=1nbj,(i=1,2,...,n);]]>

采用最大隸屬度原則得出評價等級，其相對應(yīng)的取值為α；查表得出塔材的理想拉斷力T_p，通常取塔材的綜合拉斷力為理想拉斷力的95％，即95％T_p；因此塔材強度的綜合拉斷力T′_p＝α·95％T_p；

在復(fù)雜工況下通過計算得出端點拉力為T_t，將T_t與T′_p進行比較，得出鐵塔結(jié)構(gòu)安全的最終結(jié)果；若T_t＞T′_p，則表示在此情況下會鐵塔不安全。