[發明專利]一種導地線自阻尼功率特性曲線繪制方法及系統

在審

• 申請號: 201711463334.2
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN109977445A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 張昭;尹泉;李冬青;劉勝春;周立憲;劉臻;劉龍;孫娜;司佳鈞
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供一種導地線自阻尼功率特性曲線繪制方法及系統，包括：獲取導地線自阻尼的頻率；基于預設的相對振幅取值區間計算所述頻率對應的能量區間；將所述能量區間劃分為至少一個間隔區間；基于所述間隔區間計算所述頻率在每個間隔區間對應的能量；基于所述每個間隔區間對應的能量計算所述頻率在每個間隔區間的相對振幅；基于所述頻率在每個間隔區間對應的能量和相對振幅，得到所述頻率對應的導地線自阻尼功率特性曲線。實現了導地線自阻尼系數擬合系數的自動輸入與讀取，大大提高了功率特性曲線的繪制；采用了圖例標注曲線的方法，使曲線不會因為曲線間隔小而產生被覆蓋的現象，增加了曲線圖的可讀性。

技術領域：

本發明屬于電力系統繼電保護領域，具體涉及一種導地線自阻尼功率特性曲線繪制方法及系統。

背景技術：

架空輸電線路中的導線和地線微風振動是發生范圍最廣、持續時間最長的一種振動形式。根據流體力學的理論，當一個流體質點流近一個非流線型圓柱體的前緣時，流體質點的壓力就從自由流動的壓力升高到停滯壓力，靠近前緣的流體高壓將促使正在形成的附面層在圓柱體的兩側逐漸發展。在圓柱體的最寬截面附近，附面層從圓柱體表面的兩側脫開，并形成兩個在流動中間尾部拖拽的剪切層，這兩個自由的剪切層就構成了尾流的邊界。因為剪切層的最內層與自由流接觸的最外層相比較，其移動要慢的多，于是這些自由剪切層就傾向于卷成不連續的旋渦，從而在尾流中形成一個規則的旋渦流型，漩渦在結構物的兩側交替脫落，對圓柱體產生一個橫向交替作用的周期力，這種旋渦的流動和圓柱體的相互作用，就是誘發微風振動的根源。對于這種風吹過圓柱體時在圓柱體后方流域形成渦道的現象，最早作出系統闡述的是馮·卡門(von Kármán)，所以把誘發線路振動的渦道稱為“卡門渦道”(或卡門渦街，karman vortex street)，渦道中的旋渦稱為“卡門旋渦”。卡門漩渦是架空導地線發生微風振動的本質原因。

風振動是一種小振幅振動，在對流體繞圓柱體流動誘發振動的研究中發現，要維持穩定的渦道，必須滿足：2h＝1.3D(h為渦道中心的垂直距離，D為圓柱體外徑)。而現有自阻尼功率特性曲線繪制軟件中，相對幅值的條件考慮不全面，從微風振動原理上講欠妥。

發明內容：

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種導地線自阻尼功率特性曲線繪制方法，所述方法在于以下步驟：

獲取導地線自阻尼的頻率；

基于預設的相對振幅取值區間計算所述頻率對應的能量區間；

將所述能量區間劃分為至少一個間隔區間；

基于所述間隔區間計算所述頻率在每個間隔區間對應的能量；

基于所述每個間隔區間對應的能量計算所述頻率在每個間隔區間的相對振幅；

基于所述頻率在每個間隔區間對應的能量和相對振幅，得到所述頻率對應的導地線自阻尼功率特性曲線。

優選的，所述頻率對應的所述相對振幅取值區間為[1,x]，其中：x的取值范圍為0≤x＜1。

優選的，所述基于預設的相對振幅取值區間計算所述頻率對應的能量區間包括：

根據導地線自阻尼功率計算公式計算所述頻率f的相對振幅分別取1和x時對應的能量；其中：x的取值范圍為0≤x＜1；

將所述相對振幅取1和x時計算的能量，設定為能量區間的能量上限P_max和能量下限P_min。

優選的，所述導地線自阻尼功率計算公式如下式：

其中：Pc為地線自阻尼功率；α和β為自阻尼系數；Y/D為相對振幅。

優選的，所述能量間隔區間的能量上限P_max和能量下限P_min包括：