[发明专利]一种导线风荷载计算方法及装置

说明书

本申请公开了一种导线风荷载计算方法及装置，方法包括：基于预置Von Karman谱计算台风风场的脉动风功率谱；根据预置参考顺风湍流强度计算台风风场的目标顺风湍流强度；通过预置离地高度和预置地面粗糙长度计算台风风场下的湍流积分尺度；根据顺风向平均风速和脉动风速频率构建脉动风相干函数；根据脉动风功率谱、目标顺风湍流强度、湍流积分尺度、脉动风相干函数和预置导线平均风荷载求解导线的等效静力风荷载。本申请能够解决现有技术中采用的风场特性并未考虑湍流特性对导线风荷载的影响，导致台风风场下的导线风荷载计算准确率较低的技术问题。

技术领域

本申请涉及电网防灾技术领域，尤其涉及一种导线风荷载计算方法及装置。

背景技术

输电线路风偏跳闸是影响电网安全运行的主要原因之一。线路一旦发生风偏跳闸，由于重合成功率较低，往往造成非计划停运，严重影响供电可靠性，同时造成巨大经济损失。因此，准确的获取导线风荷载是很有必要的任务。

现有技术在计算导线风荷载时，主要考虑良态风风场特性，而对台风作用下的导线风荷载未作明确规定，而良态风风场下的特性参数不适用于台风风场，其特性参数并未考虑台风风场的高湍流特性对导线脉动风荷载的影响；这也使得现有技术并没有考虑不同风场的湍流特性对风荷载的影响，从而导致台风风场下的导线风荷载的计算准确性较低。

发明内容

本申请提供了一种导线风荷载计算方法及装置，用于解决现有技术中采用的风场特性并未考虑湍流特性对导线风荷载的影响，导致台风风场下的导线风荷载计算准确率较低的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种导线风荷载计算方法，包括：

基于预置Von Karman谱计算台风风场的脉动风功率谱；

根据预置参考顺风湍流强度计算台风风场的目标顺风湍流强度；

通过预置离地高度和预置地面粗糙长度计算台风风场下的湍流积分尺度；

根据顺风向平均风速和脉动风速频率构建脉动风相干函数；

根据所述脉动风功率谱、所述目标顺风湍流强度、所述湍流积分尺度、脉动风相干函数和预置导线平均风荷载求解导线的等效静力风荷载。

可选的，所述预置导线平均风荷载采用第一公式计算得到，所述第一公式为：

其中，W_mX为所述导线平均风荷载，ρ为空气密度，为导线高度为z处的平均风速，α_c为风压不均匀系数，μ_sc为导线的体型系数，d为导线的外径，L_p为杆塔的水平档距，θ为风向与导线方向之间的夹角。

可选的，所述基于预置Von Karman谱计算台风风场的脉动风功率谱，包括：

通过第二公式，基于预置Von Karman谱计算台风风场的脉动风功率谱，所述第二公式为：

其中，x为：

其中，S_u(z,n)为所述脉动风功率谱，σ_u为导线高度为z处的脉动风速标准差，n为脉动风速频率，L_u(z)为导线高度z处的所述湍流积分尺度，为导线高度z处的平均风速。

可选的，所述通过预置离地高度和预置地面粗糙长度计算台风风场下的湍流积分尺度，包括：

根据第三公式，通过预置离地高度和预置地面粗糙长度计算台风风场下的湍流积分尺度，所述第三公式为：