基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置，其中所述方法包括：在无人机首次获取初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取位置信息，以及待求点状态信息；根据位置信息获取弧垂待求点的导线物理参数；根据导线物理参数与初始状态信息，计算得出初始状态参数；根据待求点状态信息和初始状态参数，计算得出弧垂待求点的当前弧垂值。本发明专利技术所提供的弧垂计算方法提高了弧垂计算效率，检测和计算速度快；降低了安装大量弧垂红外监测装置所带来的高额成本，可大大减少电网企业的成本投入；无人机的飞巡检测减少了人工巡线工作量，在一定程度上更能保障电力员工的人身安全。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置
本专利技术涉及电网弧垂值检测
，更具体地说，涉及一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置。
技术介绍
最大允许载流量以及线路弧垂是架空输电线路在进行线路设计时所需考虑的两个重要因素。随着经济的发展，电网传输容量不断增加，架空输电线路最大允许温度从70℃提升到80℃。架空输电线路所能传输容量的增大，标志着线路温度提高，但架空输电线路弧垂与架空输电导线温度成正比关系，导线温度越高，架空输电线路弧垂值越大。目前，电网企业获取架空输电线路弧垂值的方法非常有限，想获得架空输电线路弧垂值一般有两种方法：一种是通过电力员工在巡线的过程中对架空输电线路进行弧垂的测量，但是测量所获得的数据量非常有限，而且架空输电线路所处位置很多位于山区，地势相对复杂，给人工巡线测量弧垂带来很大困扰；第二种是通过在架空输电线路上安装弧垂红外监测装置，这种方法可以实时对架空输电线路进行弧垂监测，但是如果同时安装如此多的监测设备前期需要投入大量成本以及后期需要大量的人员对相关设备进行维护，这无疑大大增加了电网公司成本投入以及造成大量的人力资源浪费问题。总之，现有的获得架空输电线路弧垂值的方法，通过人工巡线存在周期长、效率低，速度慢、数据量获取有限；安装弧垂红外监测装置则大大增加了设备成本和运维成本，造成人力资源和物力资源的严重浪费。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置以解决现有技术的不足。为解决上述问题，本专利技术提供一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，包括：在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息；根据所述位置信息获取所述弧垂待求点的导线物理参数；根据所述导线物理参数与所述初始状态信息，计算得出初始状态参数；根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值。优选地，所述“根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值”包括：基于所述待求点状态信息，通过温度计算模块计算得出当前状态导线温度；根据所述当前状态导线温度和所述初始状态参数，利用弧垂计算状态方程，得到所述待求点状态信息对应的当前水平应力；根据弧垂计算算法，通过所述当前水平应力计算得到所述弧垂待求点的当前弧垂值。优选地，所述待求点状态信息包括导线载流量、环境温度和风速；所述“基于所述待求点状态信息，通过温度计算模块计算得出当前状态导线温度”包括：将所述待求点状态信息包括导线载流量、环境温度和风速，通过温度计算模块，利用温度计算数学模型进行计算；所述温度计算数学模型为：其中，D为导线直径；E1为导线吸收系数；S1为玻尔兹曼常数；t1为环境温度；θ为导线上升温度；V为风速；K为交直流电阻比；R20为该导线在温度为20℃下的直流电阻；α20为导线在20℃下的电阻温度系数；αrad为辐射系数；Es为光照强度；θW为当前状态导线温度；通过所述温度计算数学模型得到所述当前状态导线温度。优选地，所述初始状态参数包括无人机首次飞巡时所测数据根据温度计算模块计算出的初始温度、无人机首次飞巡所测数据计算出的初始水平应力和初始比载；所述“根据所述当前状态导线温度和所述初始状态参数，利用弧垂计算状态方程，得到所述待求点状态信息对应的当前水平应力”包括：将所述当前状态导线温度和所述初始状态参数带入所述弧垂计算状态方程；所述弧垂计算状态方程为：其中，式中：α为架空线的温度膨胀系数；t0为所述初始温度；E为架空线的弹性模量；σ0为所述初始水平应力；σ为架空线状态改变后的水平应力；g、g0分为状态改变后比载以及初始比载；l为档距。优选地，所述“根据弧垂计算算法，通过所述当前水平应力计算得到所述弧垂待求点的当前弧垂值”包括：根据弧垂计算算法，将所述当前水平应力带入弧垂计算公式中，计算得到所述弧垂待求点的当前弧垂值；所述弧垂计算公式为：其中，h为两杆塔之间的高度差。优选地，所述“在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息”之前，还包括：通过无人机在架空输电线路上的首次飞巡，基于无人机上的激光雷达测量工具对所述架空输电线路进行测量，得到架空输电线路的初始状态信息。此外，为解决上述问题，本专利技术还提供一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算装置，包括：测量模块、获取模块和计算模块；所述测量模块，用于在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息；所述获取模块，用于根据所述位置信息获取所述弧垂待求点的导线物理参数；所述计算模块，用于根据所述导线物理参数与所述初始状态信息，计算得出初始状态参数；所述计算模块，还用于根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值。此外，为解决上述问题，本专利技术还提供一种用户终端，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序，所述处理器运行所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序以使所述用户终端执行如上述所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法。此外，为解决上述问题，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序，所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算程序被处理器执行时实现如上述所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法。本专利技术提供的一种基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置。其中，本专利技术所提供的方法首先通过无人机在首次飞巡得到一初始状态信息，进而在无人机再次飞巡时，获得弧垂待求点的位置以及对应的待求点状态信息，并且得到弧垂待求点的导线物理参数，进而得到初始状态参数，最后通过待求点状态信息和初始状态参数进行计算，得到当前弧垂值。本专利技术利用无人机进行对于电网的飞巡检测，利用无人机激光雷达测量技术可以批量测量架空输电线路导线上任一点的位置坐标，同时可以获取该状态下的待求点状态信息，并且，通过无人机首次飞巡所测的数据作为弧垂计算的初始状态信息，则可通过所述初始状态信息计算得出再次飞巡检查时的另一状态下任一点弧垂值。本专利技术所提供的弧垂计算方法，提高了弧垂计算效率，检测和计算速度快；通过无人机进行飞巡检测，降低了安装大量弧垂红外监测装置所带来的高额成本，可大大减少电网企业的成本投入，并且，无人机的飞巡检测减少甚至避免了人工巡线工作量，在一定程度上更能保障电力员工的人身安全。附图说明图1为本专利技术基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图；图2为本专利技术基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法第一实施例的流程示意图；图3为本专利技术基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法第二实施例的流程示意图；图4为本专利技术基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法第三实施例的流程示意图；图5为本专利技术基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，其特征在于，包括：在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息；根据所述位置信息获取所述弧垂待求点的导线物理参数；根据所述导线物理参数与所述初始状态信息，计算得出初始状态参数；根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值。

【技术特征摘要】
1.基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，其特征在于，包括：在无人机首次飞巡获取架空输电线路的初始状态信息后，通过无人机对架空输电线路进行测量，获取两杆塔线路上弧垂待求点的位置信息，以及与所述位置信息对应的待求点状态信息；根据所述位置信息获取所述弧垂待求点的导线物理参数；根据所述导线物理参数与所述初始状态信息，计算得出初始状态参数；根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值。2.如权利要求1所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，其特征在于，所述“根据所述待求点状态信息和初始状态参数，计算得出所述弧垂待求点的当前弧垂值”包括：基于所述待求点状态信息，通过温度计算模块计算得出当前状态导线温度；根据所述当前状态导线温度和所述初始状态参数，利用弧垂计算状态方程，得到所述待求点状态信息对应的当前水平应力；根据弧垂计算算法，通过所述当前水平应力计算得到所述弧垂待求点的当前弧垂值。3.如权利要求2所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，其特征在于，所述待求点状态信息包括导线载流量、环境温度和风速；所述“基于所述待求点状态信息，通过温度计算模块计算得出当前状态导线温度”包括：将所述待求点状态信息包括导线载流量、环境温度和风速，通过温度计算模块，利用温度计算数学模型进行计算；所述温度计算数学模型为：其中，D为导线直径；E1为导线吸收系数；S1为玻尔兹曼常数；t1为环境温度；θ为导线上升温度；V为风速；K为交直流电阻比；R20为该导线在温度为20℃下的直流电阻；α20为导线在20℃下的电阻温度系数；αrad为辐射系数；Es为光照强度；θW为当前状态导线温度；通过所述温度计算数学模型得到所述当前状态导线温度。4.如权利要求3所述基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法，其特征在于，所述初始状态参数包括无人机首次飞巡时所测数据根据温度计算模块计算出的初始温度、无人机首次飞巡所测数据计算出的初始水平应力和初始比载；所述“根据所述当前状态导线温度和所述初始状态参数，利用弧垂计算状态方程，得到所述待求点状态信息对应的当前水平应力”包括：将所述当前状态导线温度和所述初始状态参数带入所述弧垂计算状态方程；所述弧垂计算状态方程为：其中，式中...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏超，武小梅，汤伟成，黄绍川，邓杰文，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司清远供电局，广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44