[發明專利]一種優化輸電鐵塔傾角傳感器布置的方法及裝置

在審

• 申請號: 202011596801.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112632833A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 劉景立;牛卓博;安利強;李勇;官泳余;朱之健;江文強;徐松曉;楊超
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司保定供電分公司;華北電力大學（保定）;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13;G06F111/06;G06F113/04
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 呼春輝

本發明公開了一種優化輸電鐵塔傾角傳感器布置的方法及裝置，涉及輸電線路技術領域；方法為建立并獲得輸電線路鐵塔模型，從輸電線路鐵塔模型中提取并獲得輸電鐵塔的模態信息矩陣，以模態耦合度為尋優指標，利用優化算法對傾角傳感器布置的數量和位置進行尋優；裝置為一種計算機可讀存儲介質，計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執行時實現上述方法的步驟；其通過上述方法步驟等，實現規劃傾角傳感器的工作效率較高、效果較好。

技術領域

本發明涉及輸電線路技術領域，尤其涉及一種優化輸電鐵塔傾角傳感器布置的方法及裝置。

背景技術

目前，在建設輸電線路鐵塔的技術領域中，規劃傾角傳感器布置方案的工作效率較為低下，效果較差。

現有技術問題及思考：

如何提高規劃傳感器的工作效率，如何用最少的傾角傳感器更全面的感知輸電鐵塔的狀態，平衡經濟成本和測量效果的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種優化輸電鐵塔傾角傳感器布置的方法及裝置，其通過建立并獲得輸電線路鐵塔模型、從輸電線路鐵塔模型中提取并獲得輸電鐵塔的模態信息矩陣φ、以模態耦合度為尋優指標、利用優化算法對傾角傳感器布置的數量和位置進行尋優等，實現規劃傾角傳感器的工作效率較高、效果較好。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種優化輸電鐵塔傾角傳感器布置的方法，建立并獲得輸電線路鐵塔模型，從輸電線路鐵塔模型中提取并獲得輸電鐵塔的模態信息矩陣φ，以模態耦合度為尋優指標，利用優化算法對傾角傳感器布置的數量和位置進行尋優。

進一步的技術方案在于：具體包括如下步驟，

S1輸電鐵塔建模

根據輸電線路鐵塔的屬性建立其有限元模型，從而獲得輸電線路鐵塔模型；

S2提取鐵塔模態信息

確定對鐵塔的安全狀態有影響的振型的模態，對輸電線路鐵塔進行模態分析，提取包含這些振型的輸電線路鐵塔模態信息矩陣φ；

S3優化傳感器布置

傾角傳感器應安裝在桿件連接的位置，即鐵塔節點處，在模態信息矩陣φ的基礎上，根據傳感器的數量和位置，計算相應布置方案的模態耦合度，并以此為尋優指標，利用優化算法對傾角傳感器布置的數量和位置進行尋優。

進一步的技術方案在于：在S1的步驟中，組成輸電線路鐵塔的單元包括梁單元、桿單元和索單元，輸電線路鐵塔的主材采用梁單元進行建模，輸電線路鐵塔的斜材和輔材采用桿單元進行建模，輸電線路鐵塔的導地線采用索單元進行建模。

進一步的技術方案在于：在S1的步驟中，保留鐵塔的幾何特性和材料特性，包括單元的長度、肢寬和肢厚的幾何信息需；還包括彈性模量、泊松比和密度的材料屬性。

進一步的技術方案在于：在S2的步驟中，只提取鐵塔沿線路方向的彎曲振型和沿橫擔方向的彎曲振型，進而得到輸電線路鐵塔的模態信息矩陣φ；

在S3的步驟中，在輸電線路鐵塔的模態信息矩陣φ的基礎上，根據傳感器的數量和位置，計算相應布置方案的模態耦合度，并以此為優化指標，利用優化算法對傳感器的數量和位置進行尋優；

傾角傳感器的安裝位置在輸電鐵塔的桿件連接處。

進一步的技術方案在于：當尋優結果開始收斂，輸出最優傾角傳感器布置方案。

進一步的技術方案在于：還包括如下步驟，S4輸出結果，當尋優結果開始收斂，輸出最優傾角傳感器布置方案。

進一步的技術方案在于：通過打印機打印尋優的結果，或者通過顯示器顯示尋優的結果。