一种自阻尼导线的阻尼系数确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种自阻尼导线的阻尼系数确定方法及装置，方法包括将自阻尼导线的物理参数输入至预先建立的神经网络预测模型获取自阻尼导线的等效弯曲刚度；根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度确定自阻尼导线的阻尼系数；其中，所述物理参数包括：自阻尼导线的直径、张力、频率、弹性模量和线股间隙；本发明专利技术利用利用神经网络模型预测自阻尼导线的弯曲刚度，节约了测试试验的时间和经济成本；给出自阻尼系数的求解公式，解决了现有技术中自阻尼系数的计算问题。

【技术实现步骤摘要】
一种自阻尼导线的阻尼系数确定方法及装置
本专利技术属于电网防灾
，具体涉及一种自阻尼导线的阻尼系数确定方法及装置。
技术介绍
自阻尼导线因其层间存在间隙具有优异的自阻尼性能，在较大的张力下自阻尼特性仍优于普通导线，因此可以提高平均运行张力。电网领域中采用自阻尼导线后，导线的张力取值不再受限于平均运行张力，而是受最大张力控制，导线的平均运行张力至少可提高3～5个百分点，弧垂可显著减少，直线塔高度可相应降低。阻尼系数及弯曲刚度在自阻尼导线的计算中是的关键参数，但目前还没有计算自阻尼导线的阻尼系数及弯曲刚度的计算方法，这给自阻尼导线的计算带来了困难。
技术实现思路
本专利技术提供一种自阻尼导线的阻尼系数确定方法及装置，目的是提供一种自阻尼导线阻尼系数的计算方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种自阻尼导线的阻尼系数确定方法，其改进之处在于，所述方法包括：将自阻尼导线的物理参数输入至预先建立的神经网络预测模型获取自阻尼导线的等效弯曲刚度；根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度确定自阻尼导线的阻尼系数；其中，所述物理参数包括：自阻尼导线的直径、张力、频率、弹性模量和线股间隙。优选地，所述预先建立的神经网络预测模型的获取过程包括：对测试导线进行弯曲刚度测试实验，获取测试导线的等效弯曲刚度；以测试导线的物理参数数据为BP神经网络模型输入层的输入样本，测试导线的等效弯曲刚度数据为BP神经网络模型输出层的输出样本训练获取所述神经网络预测模型。优选地，所述根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度获取所述自阻尼导线的阻尼系数，包括：根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度确定所述自阻尼导线的阻尼功率；根据所述自阻尼导线的阻尼功率确定自阻尼导线的阻尼系数。进一步地，所述根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度确定所述自阻尼导线的阻尼功率，包括：按下式确定所述自阻尼导线的阻尼功率Pc：式中，m为自阻尼导线单位长度质量；L为自阻尼导线长度；T为自阻尼导线张力；Vc为自阻尼导线波速；λn为自阻尼导线n阶波长；ωn为自阻尼导线n阶圆频率；D为自阻尼导线直径；kD为等效直径系数；EI为自阻尼导线的等效弯曲刚度；参数K0＝0.001～0.006、参数β0＝-0.2～-0.8；fn为自阻尼导线n阶频率；A为自阻尼导线单振幅。进一步地，所述根据所述自阻尼导线的阻尼功率确定自阻尼导线的阻尼系数，包括：按下式确定所述自阻尼导线的阻尼系数c：进一步地，所述BP神经网络模型的隐含层的节点数为8～12个。本专利技术提供一种自阻尼导线的阻尼系数确定装置，其改进之处在于，所述装置包括：预测模块,用于将自阻尼导线的物理参数输入至预先建立的神经网络预测模型获取自阻尼导线的等效弯曲刚度；确定模块，用于根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度确定自阻尼导线的阻尼系数；其中，所述物理参数包括：自阻尼导线的直径、张力、频率、弹性模量和线股间隙。优选地，所述预先建立的神经网络预测模型的获取过程包括：对测试导线进行弯曲刚度测试实验，获取测试导线的等效弯曲刚度；以测试导线的物理参数数据为BP神经网络模型输入层的输入样本，测试导线的等效弯曲刚度数据为BP神经网络模型输出层的输出样本训练获取所述神经网络预测模型。优选地，所述确定模块包括：第一确定单元，用于根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度确定所述自阻尼导线的阻尼功率；第二确定单元，用于根据所述自阻尼导线的阻尼功率确定自阻尼导线的阻尼系数。进一步地，所述第一确定单元用于：按下式确定所述自阻尼导线的阻尼功率Pc：式中，m为自阻尼导线单位长度质量；L为自阻尼导线长度；T为自阻尼导线张力；Vc为自阻尼导线波速；λn为自阻尼导线n阶波长；ωn为自阻尼导线n阶圆频率；D为自阻尼导线直径；kD为等效直径系数；EI为自阻尼导线的等效弯曲刚度；参数K0＝0.001～0.006、参数β0＝-0.2～-0.8；fn为自阻尼导线n阶频率；A为自阻尼导线单振幅。进一步地，所述第二确定单元用于：按下式确定所述自阻尼导线的阻尼系数c：进一步地，所述BP神经网络模型的隐含层的节点数为8～12个。和最接近的现有技术比，本专利技术提供技术方案具有以下优异效果本专利技术提供一种自阻尼导线的自阻尼系数确定方法及装置，通过实验数据建立神经网络预测模型，将自阻尼导线的物理参数输入至预先建立的神经网络预测模型获取自阻尼导线的弯曲刚度，节约了自阻尼导线测试试验的试验时间和试验经济成本，更具有经济性；根据所述自阻尼导线的弯曲刚度确定自阻尼导线的阻尼系数，给出自阻尼系数的确定方法，解决了现有技术中自阻尼系数的计算问题。附图说明图1是本专利技术自阻尼系数确定方法流程图；图2是本专利技术自阻尼系数确定装置示意图；图3是本专利技术实施例神经网络预测模型结构示意图。具体实施方式下面结合实施例对专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术提供一种自阻尼导线的阻尼系数确定方法，方法包括：步骤1、将自阻尼导线的物理参数输入至预先建立的神经网络预测模型获取自阻尼导线的等效弯曲刚度；步骤2、根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度确定自阻尼导线的阻尼系数；步骤1中的预先建立的神经网络预测模型的获取过程包括：1)、物理参数的确定：当自阻尼导线张力为零时，自阻尼导线截面的惯性矩就是自阻尼导线中各股导线惯性矩的代数和。分股计算法是假设股与股之间不存在摩擦，即各股都是单独弯曲的，利用下式求得的是自阻尼导线弯曲刚度的下限值EImin：式中，Ei是自阻尼导线中第i股导线的弹性模量；di是自阻尼导线中第i股导线的直径；q是自阻尼导线的总股数。分股计算法的缺点在于没有考虑自阻尼导线的内部架空线结构，尤其是每层各股间的绞合摩擦。当架空线受力很大(张力T＝∞)时，整体假设计算法是假设架空线每层各股间相互“焊接”，即同一层导线形成一个实体结构，利用下式求得的是自阻尼导线弯曲刚度值的上限值EImax：式中，ai是自阻尼导线的中性轴到第i股导线横截面中心的垂直距离。在实际工程中，当自阻尼导线承受一定张力时，自阻尼导线的各股导线之间的粘结作用不能忽略，而采用整体计算法获得的弯曲刚度值偏大。本技术方案中通过利用下述微风振动方程推导出自阻尼导线的n阶圆频率ωn计算公式：根据导线的n阶波长公式可得导线的n阶频率公式：其中，m为自阻尼导线的单位长度质量；L为自阻尼导线的长度；EI为自阻尼导线的等效弯曲刚度。从中可以看出自阻尼导线的弯曲刚度和频率、张力、波长、及单位长度质量有关。因此，物理参数确定为：自阻尼导线的直径、张力、频率、弹性模量和线股间隙。2)、输入和输出层的设计自阻尼导线弯曲刚度预测模型的输入层的参量为自阻尼导线的直径、张力、频率、弹性模量和线股间隙，输出层为自阻尼导线的等效弯曲刚度EI，等效弯曲刚度EI的样本数据获取包括：从自阻尼导线弯曲刚度测试试验的各频率弯曲刚度样本数据中获取自阻尼导线弯曲刚度的下限值EImin和上限值EImax范围内的弯曲刚度样本数据；对自阻尼导线弯曲刚度的下限值EImin和上限值EImax范围内的弯曲刚度样本数据作数据处理获取自阻尼导线的等效弯曲刚度。由于输入BP神经网络的数据均为正值，所以选择Sigmoid为传递函数，把训练集的输入和输出均归一化到[0,1]之间。3)、隐含层的设计在给定步长、学习率及循环步数的情况下，分别取不同的隐含层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自阻尼导线的阻尼系数确定方法，其特征在于，所述方法包括：将自阻尼导线的物理参数输入至预先建立的神经网络预测模型，获取自阻尼导线的等效弯曲刚度；根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度，确定自阻尼导线的阻尼系数；其中，所述物理参数包括：自阻尼导线的直径、张力、频率、弹性模量和线股间隙。

【技术特征摘要】
1.一种自阻尼导线的阻尼系数确定方法，其特征在于，所述方法包括：将自阻尼导线的物理参数输入至预先建立的神经网络预测模型，获取自阻尼导线的等效弯曲刚度；根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度，确定自阻尼导线的阻尼系数；其中，所述物理参数包括：自阻尼导线的直径、张力、频率、弹性模量和线股间隙。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先建立的神经网络预测模型的获取过程包括：对测试导线进行弯曲刚度测试实验，获取测试导线的等效弯曲刚度；以测试导线的物理参数数据为BP神经网络模型输入层的输入样本，测试导线的等效弯曲刚度数据为BP神经网络模型输出层的输出样本训练获取所述神经网络预测模型。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度获取所述自阻尼导线的阻尼系数，包括：根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度，确定所述自阻尼导线的阻尼功率；根据所述自阻尼导线的阻尼功率，确定自阻尼导线的阻尼系数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述自阻尼导线的等效弯曲刚度确定所述自阻尼导线的阻尼功率，包括：按下式确定所述自阻尼导线的阻尼功率Pc：式中，m为自阻尼导线单位长度质量；L为自阻尼导线长度；T为自阻尼导线张力；Vc为自阻尼导线波速；λn为自阻尼导线n阶波长；ωn为自阻尼导线n阶圆频率；D为自阻尼导线直径；kD为等效直径系数；EI为自阻尼导线的等效弯曲刚度；参数K0＝0.001～0.006、参数β0＝-0.2～-0.8；fn为自阻尼导线n阶频率；A为自阻尼导线单振幅。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述自阻尼导线的阻尼功率确定自阻尼导线的阻尼系数，包括：按下式确定所述自阻尼导线的阻尼系数c：6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述BP神...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪松，刘胜春，周立宪，王景朝，朱宽军，齐翼，尹泉，张昭，司佳钧，孙娜，郑树会，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11