[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

说明书

本申请公开了一种台风灾害下配电线路倒断杆预测方法及装置，方法包括：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，并根据耐受风速方程计算每个电杆的耐受风速；基于随机森林树算法，根据预置土壤类别、地面粗糙度、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。本申请能够解决现有技术没有全面考虑配电线路电杆的多种影响特性，导致实际的倒断杆预测结果较差的技术问题。

技术领域

本申请涉及电网安全技术领域，尤其涉及一种台风灾害下配电线路倒断杆预测方法及装置。

背景技术

电网配电线路杆线在强风作用下，容易发生倒杆或断线的事故，导致线路跳闸。配网多采用钢筋混凝土电杆，线路长，且多在比较闭塞的农村，当台风中农村配网线路出现断杆时，运输新电杆到现场安装将十分麻烦，严重影响台风保供电的工作进度。风灾中线路若能提前预测配电线路中电杆在台风影响下的状态，就能提前做好防范措施，从而减少经济损失。

在现有的配电线路倒断杆预估技术中，统计分析方法仅从宏观分析配电线路的失效停运情况，并没有针对杆塔实质影响因素作深入研究，而结构分析法中，由于建模困难，所以在考虑配电网中的致灾因素时，简化了影响因素，导致最终的预测结果不理想。

发明内容

本申请提供了一种台风灾害下配电线路倒断杆预测方法及装置，用于解决现有技术没有全面考虑配电线路电杆的多种影响特性，导致实际的倒断杆预测结果较差的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种台风灾害下配电线路倒断杆预测方法，包括：

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，并根据所述耐受风速方程计算每个电杆的耐受风速；

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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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，并根据所述耐受风速方程计算每个电杆的耐受风速，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：