[發明專利]一種輸電桿塔結構防風監測方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201810432214.4
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108629118B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 雷旭;聶銘;謝文平;肖凱;梁永純;羅嘯宇;姚博;鐘萬里
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/14;G06F113/04;G06F111/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

1.一種輸電桿塔結構防風監測方法，其特征在于，包括：

通過傳感器獲取輸電桿塔在實測風速下的實測動力響應，確定與所述實測動力響應對應的實測模態參數，動力響應包括靜力位移值、動力位移值和應變力；

所述通過傳感器獲取輸電桿塔在實測風速下的實測動力響應具體包括：

通過傳感器獲取輸電桿塔塔頂的實測位移和實測加速度，沿塔身的實測風速和實測應變力；

對實測位移的若干個采樣點求均值，得到實測靜力位移值，對實測加速度的若干個采樣點進行頻域積分計算或時域積分計算，得到實測動力位移值；

建立所述輸電桿塔的有限元數值模型；

調節所述有限元數值模型的參數，直至所述有限元數值模型的仿真模態參數與所述實測模態參數一致且所述有限元數值模型在所述實測風速下的仿真動力響應與所述實測動力響應一致，得到最優輸電桿塔模型；

增大加載在所述最優輸電桿塔模型的風速直至模型結構被破壞，確定對應的仿真風速和仿真動力響應為預警風速和預警響應；

繼續通過傳感器監測所述輸電桿塔，若得到的風速大于所述預警風速和/或動力響應大于所述預警響應，則報警；

所述調節所述有限元數值模型的參數，直至所述有限元數值模型的仿真模態參數與所述實測模態參數一致且所述有限元數值模型在所述實測風速下的仿真動力響應與所述實測動力響應一致，得到最優輸電桿塔模型具體包括：

通過有限元軟件對所述有限元數值模型進行模態計算得到仿真模態參數；

通過諧波合成法對所述實測風速進行預處理，將預處理后的所述實測風速加載在所述有限元數值模型上，再計算所述有限元數值模型的仿真動力響應；

調節所述有限元數值模型的參數，直至所述有限元數值模型的仿真模態參數與所述實測模態參數一致且所述有限元數值模型的仿真動力響應與所述實測動力響應一致，得到最優輸電桿塔模型。

2.根據權利要求1所述的輸電桿塔結構防風監測方法，其特征在于，所述確定與所述實測動力響應對應的實測模態參數具體為：

通過隨機子空間法對所述實測動力響應進行識別得到實測模態參數。

3.一種輸電桿塔結構防風監測裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于通過傳感器獲取輸電桿塔在實測風速下的實測動力響應，確定與所述實測動力響應對應的實測模態參數，動力響應包括靜力位移值、動力位移值和應變力；

建立模塊，用于建立所述輸電桿塔的有限元數值模型；

調節模塊，用于調節所述有限元數值模型的參數，直至所述有限元數值模型的仿真模態參數與所述實測模態參數一致且所述有限元數值模型在所述實測風速下的仿真動力響應與所述實測動力響應一致，得到最優輸電桿塔模型；

確定模塊，用于增大加載在所述最優輸電桿塔模型的風速直至模型結構被破壞，確定對應的仿真風速和仿真動力響應為預警風速和預警響應；

監測模塊，用于繼續通過傳感器監測所述輸電桿塔，若得到的風速大于所述預警風速和/或動力響應大于所述預警響應，則報警；

所述獲取模塊包括：

獲取單元，用于通過傳感器獲取輸電桿塔在實測風速下的實測動力響應；

確定單元，用于確定與所述實測動力響應對應的實測模態參數；

其中，動力響應包括靜力位移值、動力位移值和應變力；

所述獲取單元包括：

獲取子單元，用于通過傳感器獲取輸電桿塔塔頂的實測位移和實測加速度，沿塔身的實測風速和實測應變力；

計算子單元，用于對實測位移的若干個采樣點求均值，得到實測靜力位移值，對實測加速度的若干個采樣點進行頻域積分計算或時域積分計算，得到實測動力位移值；

所述調節模塊包括：

模態計算單元，通過有限元軟件對所述有限元數值模型進行模態計算得到仿真模態參數；

預處理單元，用于通過諧波合成法對所述實測風速進行預處理，將預處理后的所述實測風速加載在所述有限元數值模型上，再計算所述有限元數值模型的仿真動力響應；

調節單元，用于調節所述有限元數值模型的參數，直至所述有限元數值模型的仿真模態參數與所述實測模態參數一致且所述有限元數值模型的仿真動力響應與所述實測動力響應一致，得到最優輸電桿塔模型。