【技术实现步骤摘要】
一种考虑风载荷时空分布特性的输电线路风速场模拟方法
本专利技术涉及输电线路抗风设计领域，具体涉及一种考虑风载荷时空分布特性的输电线路风速场模拟方法，降低风载荷对高压输电线路产生的危害，提高输电线路运行的可靠性。
技术介绍
高压输电线路的稳定性和可靠性直接关系到电力系统整体运行的安全性，是保障电能有效传输的关键。由于高压输电线路长期暴露在自然环境中，容易受风、覆冰等各种气象条件的侵袭，出现故障的几率较高。据统计，电力系统供给故障中约70％都是由架空输电线路故障产生的。作为一种大跨度高柔结构，输电线路对外部风载荷非常敏感，风载荷对高压输电线路产生附加载荷，会改变其原有的承载特性和力学分布，引发杆塔结构形变、倒塔、断线等风灾事故，严重威胁输电线路的安全可靠运行。因此，通过深入考虑外部风载荷的特点，开展关于输电塔-线结构体稳定性方面的研究工作至关重要。实际风场一般使用风速来表示，主要包含长周期和短周期两种成分：1、振动周期(10min以上)远大于结构自振周期的平均风速；2、振动周期(0.1-10s)与结构的自振周期较为接近的脉动风速。前者通常被认为是时不变常量，后者则常用...
【技术保护点】
1.一种考虑风载荷时空分布特性的输电线路风速场模拟方法，其特征在于，包括：1)进行平均风速场仿真与脉动风速场模拟，得到各点平均风速值与脉动风速时间序列；2)将脉动风速时间序列叠加到各点平均风速值上，得到实际风速时间序列；3)将步骤1)得到的脉动风速时间序列进行循环移位变换，考虑脉动风速时空演变的相关性，利用目标相关度值控制移位的位数，得到一组新的脉动风速时间序列；再将新的脉动风速时间序列重复步骤2)得到一组考虑时空分布特性的风速时间序列；4)将考虑时空分布特性的风速时间序列变换为风载荷数据，以分段的形式施加于输电线路有限元模型中，进行瞬态求解并提取位移、应力结果完成输电线路风振计算。
【技术特征摘要】
1.一种考虑风载荷时空分布特性的输电线路风速场模拟方法，其特征在于，包括：1)进行平均风速场仿真与脉动风速场模拟，得到各点平均风速值与脉动风速时间序列；2)将脉动风速时间序列叠加到各点平均风速值上，得到实际风速时间序列；3)将步骤1)得到的脉动风速时间序列进行循环移位变换，考虑脉动风速时空演变的相关性，利用目标相关度值控制移位的位数，得到一组新的脉动风速时间序列；再将新的脉动风速时间序列重复步骤2)得到一组考虑时空分布特性的风速时间序列；4)将考虑时空分布特性的风速时间序列变换为风载荷数据，以分段的形式施加于输电线路有限元模型中，进行瞬态求解并提取位移、应力结果完成输电线路风振计算。2.根据权利要求1所述考虑风载荷时空分布特性的输电线路风速场模拟方法，其特征在于，所述的步骤1)中平均风速场仿真具体包括以下步骤：1.a.1)将输电铁塔划分成若干段，并选取每一段的平均高度作为该段的代表高度，对于导线、地线及绝缘子，选取其挂线点处的高度值作为代表高度；1.a.2)采用指数形式的平均风剖面来模拟平均风速与模拟位置的高度关系，根据指数律换算公式计算所选取的各点平均风速值，指数律换算公式如下：3.根据权利要求1所述考虑风载荷时空分布特性的输电线路风速场模拟方法，其特征在于，所述的步骤1)中脉动风速场模拟具体包括以下步骤：1.b.1)选用顺风向脉动风速谱确定目标脉动风速功率谱Sv(n)：式中，K为地面粗糙度系数，n＝ω/2π为脉动风频率；1.b.2)自回归线性滤波器AR法生成脉动风速；1.b.3)选取步骤1.b.1)确定的目标脉动风速功率谱与模拟所得的脉动风速功率谱进行比对，观察两者是否吻合，吻合即表明模拟脉动风速时间序列所取的各项参数合理；1.b.4)对所生成脉动风速时间序列中的随机数组进行统计分析，计算其均值和方差，并进行数据拟合，如果符合高斯分布，则表明生成的脉动风速时间序列符合要求。4.根据权利要求3所述考虑风载荷时空分布特性的输电线路风速场模拟方法，其特征在于，所述的步骤1.b.2)具体包括以下步骤：1.b.2.1、建立脉动风速时程AR模型表达式：式中：p为AR模型的阶数；Δt为时间步长；ψk为AR模型的自回归系数矩阵；N(t)为独立随机过程向量；1.b.2.2、计算脉动风协...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺博，冯文韬，李楠，赵明曦，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。