基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法技术

本发明专利技术公开了基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法，及电力系统输电线路三维数字化建模领域，解决电网架空输电线路三维数字化模型的导线穿地错误情况。本发明专利技术包括所述悬链线的计算是根据不同区域的工况条件重建三维场景中的三维导线的核心算法，所述穿地校核通过对比导线点和对应地面点的高程值，所述穿地校核通过获取三维场景导线上等间距不同位置点的三维坐标，同时采集导线对应位置铅锤方向上地面点的高程值。本发明专利技术消除三维输电线路模型中的导线穿地错误，提高三维数字化电网架空输电线路对比现实的仿真度。

【技术实现步骤摘要】
基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法
本专利技术涉及电力系统输电线路三维数字化仿真领域，具体地说是涉及基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法。
技术介绍
我国地形地势复杂，总体呈西高东低的阶梯状分布，地形多种多样，尤以山区面积广大为显著特征，面积约占全国总面积的2/3，给高精度高程数据的大面积获取及更新带来极大的困难。利用三维参数化建模技术，可以快速构建三维电网架空输电线路，同时叠加三维数字高程数据，全景展示线路本体在三维虚拟化空间中的形态，以及输电线路走廊及周边的地形起伏情况。但是由于高精度高程数据的缺失，三维场景中地形的细节往往表达不足，输电线路在穿越山区等起伏较大区域时，会出现导线穿地而过的错误情况，影响电网架空输电线路的三维数字化仿真效果。
技术实现思路
针对现有电网架空输电线路三维数字化仿真存在的上述问题，本专利技术提供基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法，通过悬链线计算，同时与地形数据进行对比校核，解决电网架空输电线路三维数字化仿真的导线穿地错误情况。本专利技术通过下述技术方案实现：基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法，包括三维场景、悬链线、穿地校核：所述三维场景用于实景展示架空输电线路的电力要素，所述三维场景用于结合地形数据进行建模；在所述三维场景的建模中，所述悬链线的计算是根据不同区域的工况条件重建三维场景中的三维导线的核心算法，所述悬链线用于体现自然条件下导线的真实悬挂形态，通过计算所述悬链线的弧垂用于穿地校核；所述穿地校核通过对比导线点和对应地面点的高程值，所述穿地校核用于校核导线是否穿地，所述穿地校核通过获取三维场景导线上等间距不同位置点的三维坐标，同时采集导线对应位置铅锤方向上地面点的高程值。进一步地，用于三维场景实景展示架空输电线路的所述电力要素包括杆塔、导线、绝缘子串；所述三维场景还包括用于实景展示三维地形、气象环境信息，所述三维场景还包括全景化展示输电线路所处地理空间的功能。进一步地，所述悬链线的弧垂fx计算采用如下公式：其中，β为导线首尾悬挂点之间垂直高差角，σ0为导线各点的水平应力，导线各点的水平应力为导线最低点的应力，γ为导线比载，导线比载为单位长度单位截面上的荷载，sh为双曲正弦函数，lOA为导线最低点到导线悬挂点的水平距离；进一步地，还包括悬链线的弧垂计算过程中，对应采集地面点的高程，然后与导线点高程值进行对比，当地面点高程值大于导线点高程值，则表示导线穿地。进一步地，基于悬链线的三维实景导线穿地校核方法，包括如下步骤：首先，采用三维场景将电网架空输电线路进行参数化建模，并叠加包括电力要素、地形数据进行全景化仿真展示；其次，利用悬链线的弧垂fx计算，采用如下公式：其中，β为导线首尾悬挂点之间垂直高差角，σ0为导线各点的水平应力，导线各点的水平应力为导线最低点的应力，γ为导线比载，导线比载为单位长度单位截面上的荷载，sh为双曲正弦函数，lOA为导线最低点到导线悬挂点的水平距离；最后，穿地校核通过获取模型中三维场景导线上等间距不同位置点的三维坐标，同时采集导线对应位置铅锤方向上地面点的高程值，悬链线的弧垂计算过程中，对应采集地面点的高程，然后与导线点高程值进行对比，当地面点高程值大于导线点高程值，则表示导线穿地。与现有技术相比，本专利技术提供的基于悬链线的三维实景导线穿地校核方法，具有以下效果：本专利技术掌握不同区域工况条件下导线的真实悬挂形态。根据架空输电线路沿线的气温、风速等气象条件，以及导线本身机械特性，可直接计算出对应自然悬挂形态下的导线。本专利技术提高三维数字化电网架空输电线路对比现实的仿真度。计算出区域对应工况下导线的自然悬挂状态后，便于三维更加真实的进行仿真重建。本专利技术消除输电线路三维模型中的导线穿地错误。根据悬链线计算重建的三维导线，在与地形校核后，记录下存在穿地错误的导线，通过调整三维场景相关仿真数据，可消除穿地错误。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术的悬链线计算参数示意图。图2为本专利技术的总体流程示意图。具体实施方式在对本专利技术的任意实施例进行详细的描述之前，应该理解本专利技术的应用不局限于下面的说明或附图中所示的结构的细节。本专利技术可采用其它的实施例，并且可以以各种方式被实施或被执行。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性改进前提下所获得的所有其它实施例，均属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的目的、技术方案更加清楚明白，下面结合附图1-2，对本专利技术作进一步的详细说明。基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法，包括三维场景、悬链线、穿地校核：所述三维场景用于实景展示架空输电线路的电力要素，所述三维场景用于结合地形数据进行建模；在所述三维场景的建模中，所述悬链线的计算是根据不同区域的工况条件重建三维场景中的三维导线的核心算法，所述悬链线用于体现自然条件下导线的真实悬挂形态，通过计算所述悬链线的弧垂用于穿地校核；所述穿地校核通过对比导线点和对应地面点的高程值，所述穿地校核用于校核导线是否穿地，所述穿地校核通过获取三维场景导线上等间距不同位置点的三维坐标，同时采集导线对应位置铅锤方向上地面点的高程值。进一步地，用于三维场景实景展示架空输电线路的所述电力要素包括杆塔、导线、绝缘子串；所述三维场景还包括用于实景展示三维地形、气象环境信息，所述三维场景还包括全景化展示输电线路所处地理空间的功能。进一步地，所述悬链线的弧垂fx计算采用如下公式：其中，β为导线首尾悬挂点之间垂直高差角，σ0为导线各点的水平应力，导线各点的水平应力为导线最低点的应力，γ为导线比载，导线比载为单位长度单位截面上的荷载，sh为双曲正弦函数，lOA为导线最低点到导线悬挂点的水平距离。进一步地，还包括悬链线的弧垂计算过程中，对应采集地面点的高程，然后与导线点高程值进行对比，当地面点高程值大于导线点高程值，则表示导线穿地。进一步地，基于悬链线的三维实景导线穿地校核方法，包括如下步骤：首先，采用三维场景将电网架空输电线路进行参数化建模，并叠加包括电力要素、地形数据进行全景化仿真展示；其次，利用悬链线的弧垂fx计算，采用如下公式：其中，β为导线首尾悬挂点之间垂直高差角，σ0为导线各点的水平应力，导线各点的水平应力为导线最低点的应力，γ为导线比载，导线比载为单位长度单位截面上的荷载，sh为双曲正弦函数，lOA为导线最低点到导线悬挂点的水平距离；最后，穿地校核通过获取模型中三维场景导线上等间距不同位置点的三维坐标，同时采集导线对应位置铅锤方向上地面点的高程值，悬链线的弧垂计算过程中，对应采集地面点的高程，然后与导线点高程值进行对比，当地面点高程值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法，其特征在于，包括三维场景、悬链线、穿地校核：/n所述三维场景用于实景展示架空输电线路的电力要素，所述三维场景用于结合地形数据进行建模；/n在所述三维场景的建模中，所述悬链线的计算是根据不同区域的工况条件重建三维场景中的三维导线的核心算法，所述悬链线用于体现自然条件下导线的真实悬挂形态，通过计算所述悬链线的弧垂用于穿地校核；/n所述穿地校核通过对比导线点和对应地面点的高程值，所述穿地校核方法用于校核三维导线模型是否存在穿地的错误情况，所述穿地校核通过获取三维场景导线上等间距不同位置点的三维坐标，同时采集导线对应位置铅锤方向上地面点的高程值。/n

【技术特征摘要】
1.基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法，其特征在于，包括三维场景、悬链线、穿地校核：
所述三维场景用于实景展示架空输电线路的电力要素，所述三维场景用于结合地形数据进行建模；
在所述三维场景的建模中，所述悬链线的计算是根据不同区域的工况条件重建三维场景中的三维导线的核心算法，所述悬链线用于体现自然条件下导线的真实悬挂形态，通过计算所述悬链线的弧垂用于穿地校核；
所述穿地校核通过对比导线点和对应地面点的高程值，所述穿地校核方法用于校核三维导线模型是否存在穿地的错误情况，所述穿地校核通过获取三维场景导线上等间距不同位置点的三维坐标，同时采集导线对应位置铅锤方向上地面点的高程值。


2.根据权利要求1所述的基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法，其特征在于，用于三维场景实景展示架空输电线路的所述电力要素包括杆塔、导线、绝缘子串；
所述三维场景还包括用于实景展示三维地形、气象环境信息，所述三维场景还包括全景化展示输电线路所处地理空间的功能。


3.根据权利要求2所述的基于悬链线的输电线路三维实景模型穿地校核方法，其特征在于，所述悬链线的弧垂fx计算采用如下公式：



其中，β为导线首尾悬挂点之间垂直高差角，σ0为导线各点的水平应力，导线各点的水平应力...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小敏，吴天宝，范松海，李旭旭，刘凡，陈凌，刘益岑，刘小江，罗磊，龚奕宇，严福强，郁金宝，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51