[发明专利]一种台风灾害下配电线路倒断杆预测方法及装置

权利要求书

1.一种台风灾害下配电线路倒断杆预测方法，其特征在于，包括：

根据配电线路电杆的杆底弯矩构建预置静力平衡方程，所述预置静力平衡方程为：

其中，M为所述杆底弯矩，n为导线根数，F_c,i为第i根导线风荷载，F_p为杆身风荷载，h_c,i、h_p分别为导线风荷载与杆身风荷载距离地面的高度；

构建配电线路电杆的预置极限状态方程，所述预置极限状态方程为：

M-M_u＝0；

其中，M_u为预置电杆承载力弯矩；

根据所述预置静力平衡方程和所述预置极限状态方程构建配电线路中电杆的耐受风速方程，并根据所述耐受风速方程计算每个电杆的耐受风速，所述耐受风速方程为：

其中，α为风荷载档距系数，μ_C为导线风荷载体型系数，d为导线直径，L为档距，β为电杆风振系数，μ_S为电杆杆身风荷载体型系数，μ_Z为电杆风压高速变化系数，A为电杆结构构件迎风面的投影面，v_u为所述耐受风速；

基于随机森林树算法，根据预置土壤类别、地面粗糙度、所述耐受风速、历史风速和历史风向构建台风灾害下配电线路倒断杆预测模型；

将实时风速和实时风向输入所述倒断杆预测模型中，得到台风下配电线路各电杆的预测状态。

2.根据权利要求1所述的台风灾害下配电线路倒断杆预测方法，其特征在于，所述根据预置静力平衡方程和预置极限状态方程构建配电线路中电杆的耐受风速方程，之前还包括：

获取历史台风数据、地理数据和配电线路中电杆相关灾损数据，所述历史台风数据包括所述历史风速和所述历史风向。

3.根据权利要求2所述的台风灾害下配电线路倒断杆预测方法，其特征在于，所述根据预置静力平衡方程和预置极限状态方程构建配电线路中电杆的耐受风速方程，之前还包括：

对获取的所述历史台风数据、所述地理数据和所述配电线路中电杆相关灾损数据进行异常值替换和空值填补的预处理操作。

4.根据权利要求1所述的台风灾害下配电线路倒断杆预测方法，其特征在于，所述将实时风速和实时风向输入所述倒断杆预测模型中，得到台风下配电线路各电杆的预测状态，之前还包括：

根据气象站发布的实时台风预测情况获取台风预测等级；

结合所述台风预测等级和预置工程台风模型获取各电杆的所述实时风速和所述实时风向。

5.一种台风灾害下配电线路倒断杆预测装置，其特征在于，包括：

计算模块，用于根据配电线路电杆的杆底弯矩构建预置静力平衡方程，所述预置静力平衡方程为：

其中，M为所述杆底弯矩，n为导线根数，F_c,i为第i根导线风荷载，F_p为杆身风荷载，h_c,i、h_p分别为导线风荷载与杆身风荷载距离地面的高度；

构建配电线路电杆的预置极限状态方程，所述预置极限状态方程为：

M-M_u＝0；

其中，M_u为预置电杆承载力弯矩；

根据所述预置静力平衡方程和所述预置极限状态方程构建配电线路中电杆的耐受风速方程，并根据所述耐受风速方程计算每个电杆的耐受风速，所述耐受风速方程为：

其中，α为风荷载档距系数，μ_C为导线风荷载体型系数，d为导线直径，L为档距，β为电杆风振系数，μ_S为电杆杆身风荷载体型系数，μ_Z为电杆风压高速变化系数，A为电杆结构构件迎风面的投影面，v_u为所述耐受风速；

构建模块，用于基于随机森林树算法，根据预置土壤类别、地面粗糙度、所述耐受风速、历史风速和历史风向构建台风灾害下配电线路倒断杆预测模型；

预测模块，用于将实时风速和实时风向输入所述倒断杆预测模型中，得到台风下配电线路各电杆的预测状态。