[發(fā)明專利]一種隨機風(fēng)載荷下輸電線路風(fēng)振計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610070152.8
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105740548B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀博;厲天威;豆敏娜;羅兵;修婭萍;劉磊;王雨;李敏;李斌;唐力
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種隨機風(fēng)載荷下輸電線路風(fēng)振計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：對塔線耦聯(lián)體系有限元模型進(jìn)行自重及平均風(fēng)載荷下的找形；

步驟二：脈動風(fēng)速場仿真，得到脈動風(fēng)速時程；

步驟三：風(fēng)振響應(yīng)計算：將步驟二得到的脈動風(fēng)速時程轉(zhuǎn)換為風(fēng)載荷，施加到步驟一自重及平均風(fēng)載荷下找形完成的有限元模型上，進(jìn)行瞬態(tài)求解；求解后提取位移、應(yīng)力結(jié)果完成風(fēng)振計算；

步驟一具體包括以下步驟：

第一步，建立輸電線路塔線耦聯(lián)體系有限元模型；

第二步，計算平均風(fēng)載荷

分為輸電鐵塔風(fēng)載荷計算及導(dǎo)地線風(fēng)載荷計算；將輸電鐵塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散，將鐵塔分成若干段進(jìn)行處理，每一段以該段平均高度處風(fēng)速為平均風(fēng)速，根據(jù)伯努利方程計算出各段風(fēng)壓，結(jié)合該段桿件的迎風(fēng)面積計算出各段平均風(fēng)載荷；

第三步，將第二步計算得到的平均風(fēng)載荷施加到第一步得到的輸電線路塔線耦聯(lián)體系有限元模型上，同時對整個模型施加重力加速度及邊界約束，打開大變形開關(guān)和應(yīng)力剛化開關(guān)，進(jìn)行自重及平均風(fēng)載荷下的求解；

第四步，求解完成后，根據(jù)計算得到的位移結(jié)果乘以系數(shù)更新整個有限元模型的坐標(biāo)；

第五步，對更新坐標(biāo)后的有限元模型再次進(jìn)行求解；

第六步，在后處理器中查看節(jié)點位移與應(yīng)力，計算相對誤差，與預(yù)設(shè)收斂判據(jù)比較，到達(dá)收斂精度范圍，則停止計算，找形結(jié)束，獲得自重及平均風(fēng)載荷下找形完成的有限元模型；若未達(dá)到收斂精度，返回第四步，更新有限元模型的坐標(biāo)并重新進(jìn)行求解，重復(fù)上述過程，直至位移與應(yīng)力達(dá)到收斂精度，找形完成，獲得自重及平均風(fēng)載荷下找形完成的有限元模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨機風(fēng)載荷下輸電線路風(fēng)振計算方法，其特征在于，第四步中所述系數(shù)為1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨機風(fēng)載荷下輸電線路風(fēng)振計算方法，其特征在于，步驟二具體包括：對目標(biāo)功率譜S_v(n)進(jìn)行傅里葉變換得到自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)，在此基礎(chǔ)上求解AR模型的系數(shù)矩陣，最后得到脈動風(fēng)速時程V(t)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種隨機風(fēng)載荷下輸電線路風(fēng)振計算方法，其特征在于，步驟二中，

式中，S_v(n)為功率譜密度，K為地面粗糙度系數(shù)，n＝ω/2π為脈動風(fēng)的頻率。