【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风偏动力稳定性分析，尤其涉及一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法。
技术介绍
1、架空输电线路，其悬垂绝缘子串长期遭受微风振动的作用。使悬垂绝缘子串在不断的摆动过程中。由于微风振动，使悬垂绝缘子串处于摆动状态，严重情况下会发生风偏跳闸，进而会影响输电线路运行的稳定性，造成经济损失。
2、在土木工程中概率密度演化的方法早已广泛运用，针对抗震结构和基础隔震结构,应用概率密度演化方法对其进行多遇地震作用下的线性随机响应分析。基于概率密度演化方法的钢筋混凝土疲劳损伤模型，根据物理随机系统的基本观点，确立混凝土随机疲劳损伤本构模型的基本随机参数，引入吸收边界条件与概率密度演化理论，评估应力混凝土的疲劳可靠度。
3、例如cn107977492a公开了基于蒙特卡洛绝缘子串非线性风偏可靠度计算方法，按照以下步骤进行：设定输电线路研究对象，采用刚性直棒法计算绝缘子串的风偏角度值；根据架空输电线路规范，建立杆塔与绝缘子串连接结构，并选定该连接结构涉及的随机变量，根据随机变量确定与随机变量对应的分布函数；建立与连接机构对应的几何关系；建立带随机变量的绝缘子串风偏失效能函数；使用蒙塔卡洛方法计算绝缘子串风偏可靠度；该专利可以根据随机变量的统计参数和风偏功能函数，运用蒙特卡洛方法和一次二阶矩方法计算绝缘子串风偏可靠度指标并分析其影响因素，这两种方法所得到的可靠度指标结果一致，但是在采用外径较大或自重较小的导线，可能会出现其绝缘子串风偏可靠度指标低于目标可靠度指标的情况，尤其是架空输电线路绝缘子串受到峡谷风
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，解决了现有风偏可靠度模型在分析随机振动时，难以获得结构动力随机系统极限功能函数，计算效率和结果精度不高的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为，一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，包含以下步骤：
3、step1：根据场地条件，建立符合要求的峡谷风风荷载，基于峡谷风风荷载生成系列悬垂绝缘子串随机振动过程，并计算出悬垂绝缘子串在峡谷风风荷载下的风偏角；
4、step2：建立有限元动力分析模型，根据step1得到的系列随机摆动时程，得到系列绝缘子串位移时程；
5、step3：建立悬垂绝缘子串的广义概率密度演化方程，根据step2得到的系列绝缘子串位移时程求解广义概率密度演化方程，得到每个时刻绝缘子串位移概率密度函数的数值解答；
6、step4：根据step3得到的每个时刻绝缘子位移概率密度函数的数值解答，得到位移极值的累积分布函数，结合绝缘子串风偏跳闸的位移评估标准，得到风偏跳闸相关参数的概率评估结果和风偏跳闸可靠度结果。
7、所述step1包含以下步骤：
8、step1.1：确定基本随机变量θ及其概率分布特征；
9、step1.2：优化选点，对基本随机变量θ的概率空间进行剖分；
10、step1.3：基于随机摆动模型生成系列随机摆动时程；
11、step1.4：验证系列随机摆动时程的有效性，若有效，则执行step2，否则，执行step1.1；
12、step1.5：计算出悬垂绝缘子串在峡谷风风荷载下的风偏角。
13、所述step1.1中的基本随机变量θ在[-π,π]之间满足均匀分布。
14、所述step1.2中的优化选点的具体方法为：
15、step1.2.1：若基本随机变量θ为一维变量，则采用格栅法对基本随机变量θ的概率空间进行剖分；
16、step1.2.2：若基本随机变量θ为多维变量，则采用数论法对基本随机变量θ的概率空间进行剖分。
17、所述step1.3中的随机摆动模型为谱表示随机函数模型，具体公式如下：
18、（1）
19、式中，g(t)表示零均值非平稳摆动随机过程，s(t, k △ω)表示演变功率谱密度函数，xk和yk表示标准正交随机变量，，，
20、△ω表示频率间隔，k表示项数，n表示总项数。
21、所述step1.3中，随机摆动时程的精度是通过均方相对误差来控制的，均方相对误差的具体公式如下：
22、（2）
23、式中，t为非平稳震动过程的持续时间。
24、所述step1.4中的具体方法为，对比系列随机摆动时程的均值和零均值非平稳摆动随机过程g(t)的均值，对比系列随机摆动时程的标准差和零均值非平稳摆动随机过程g(t)的标准差，验证系列随机摆动时程的有效性。
25、所述step1.5中，计算悬垂绝缘子串风偏角，采用的是刚体直杆法。
26、所述step2包含以下步骤：
27、step2.1：根据悬垂绝缘子串结构实际工况中的几何条件、绝缘子自身所受重力、绝缘子末端所受输电线拉力、边界条件和安全距离建立有限元动力分析模型；
28、step2.2：在有限元动力分析模型中导入step1得到的系列随机摆动时程；
29、step2.3：通过有限元计算，求解得到系列绝缘子串摆动位移时程。
30、所述step3包含以下步骤：
31、step3.1：对于悬垂绝缘子串在设计的时候，留有一定的电气安全距离d1，可以定义悬垂绝缘子的状态函数为绝缘子结构中的某点风偏位移不能超过d1，即状态函数为：，g（x）>0时安全，g（x）<0时结构是失效的，g（x）=0时，结构处于极限状态，d2表示受到风荷载时绝缘子串的偏移距离；
32、step3.2：引入虚拟时间参数，t为随机摆动的时间，状态函数可以改写成：
33、（3）
34、（4）
35、step3.3：应用数论方法选取离散代表点；
36、step3.4：给定任意代入结构的有限元模型，对结构进行确定性分析，可以得到目标构造响应，悬垂绝缘子串结构中提取风偏角和位移，一般选取悬垂绝缘子串端点为参考点；
37、step3.5：把得到的个d2分别代入公式（4）中，可以得到个值，把代入广义概率密度的演化方程：
38、（5）
39、式中，x=（x1,x2…xsel）时影响结构响应的n维随机变量，如悬垂绝缘子所受风荷载、构建的截面尺寸、迎风面积、悬垂绝缘子串材质等，为虚拟时间参数，h为关注结构响应物理量，为概率保守系统的联合概率密度函数，为基本随机变量；
40、step3.6：利用有限差分法求解广义概率密度函数演化方程，就可以得到h（x,τ）随虚拟时间参数演化的概率密度函数；
41、step3.7：当=1时，所得到的概率密度函数就是状态函数g（x）的概率密度函数。
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1.一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1包含以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1.1中的基本随机变量θ在[-π,π]之间满足均匀分布。
4.根据权利要求2所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1.2中的优化选点的具体方法为：
5.根据权利要求2所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1.3中的随机摆动模型为谱表示随机函数模型，具体公式如下：
6.根据权利要求2所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1.3中，随机摆动时程的精度是通过均方相对误差来控制的，均方相对误差的具体公式如下：
7.根据权利要求2所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，
8.根据权利要求2所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1.5中，计算悬垂绝缘子串风偏角，采用的是刚体直杆法。
9.根据权利要求1所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step2包含以下步骤：
10.根据权利要求1所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step3包含以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1包含以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1.1中的基本随机变量θ在[-π,π]之间满足均匀分布。
4.根据权利要求2所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1.2中的优化选点的具体方法为：
5.根据权利要求2所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1.3中的随机摆动模型为谱表示随机函数模型，具体公式如下：
6.根据权利要求2所述的一种峡谷风作用下悬垂绝缘子串的风偏可靠度分析方法，其特征在于，所述step1...
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