【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，属于输电线路在线监测领域。
技术介绍
1、在输电线路运行中，季节性气候变化是一个重要的因素。冬季，环境气温低且空气中含有大量的水分，当水分遇到线路时就会凝结成为冰，最终形成冰覆盖层。覆冰对输电线路的稳定运行带来了很大的威胁，冰覆盖层不仅会增加输电线路的负荷，而且还会增加线路的风阻，容易导致线路发生故障。传统的冰覆盖层测量方法主要是通过人工观察或者利用无人机等设备进行测量，但这些方法有很大的局限性如现场测量费用较高、覆冰厚度受环境影响较大使得经验公式适用范围较窄、计算精度较低和受制于现场环境条件等。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种面向电力市场的伪装攻击方法及抵抗伪装攻击的弹性评估方法，以克服现有技术的不足。
2、本专利技术的技术方案为：一种基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，包括如下步骤：
3、步骤1：获取输电线路中待测覆冰厚度耐张塔所在耐张段的导线三维激光点云数据；
4、获取设计资料，从设计资料获取导线型号对应的导线参数；
5、步骤2：利用点云数据获取导线的最大弧垂，通过最大弧垂和导线参数计算每一档导线无冰条件下弧垂最低点的水平应力；
6、步骤3：计算连续档无冰时弧垂最低点水平应力；
7、步骤4：构建覆冰条件下导线的状态方程；
8、步骤5：设定覆冰厚
9、步骤6：利用覆冰条件下的水平应力计算导线理论水平拉力；
10、步骤7：收集输电线路覆冰监测终端的历史拉力值、历史环境数据和对应的理论拉力值，对采集到的历史拉力值、历史环境数据和对应的理论水平拉力进行预处理形成特征向量，使用特征向量对支持向量机进行训练构建实测拉力值修正模型；
11、步骤8：获取实测环境数据和实测拉力值，将实测环境数据和实测拉力值输入实测拉力值修正模型获取修正拉力值；
12、步骤9：将覆冰区间内不同覆冰厚度理论拉力值与将修正拉力值取差值，获取差值最小时所处覆冰厚度为实际覆冰厚度。
13、具体地，所述步骤2具体包括：
14、设耐张段中每一档点云数据的数据点组成为：
15、(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)…(xn，yn，zn)；
16、由起始点(x1，y1，z1)和终止点(xn，yn，zn)建立关于z的一元线性函数z＝kx，遍历该档点云，构建函数f＝max(kx-z)，x为点云中点的横坐标，y为点云中点的纵坐标，k为起始点和终止点得到的斜率，通过函数f获得一元线性函数和实际点云的最大z值差距，获取当取得f值最大时该档点云的弧垂最大点坐标(xmax，ymax，zmax)，f为该档导线的最大弧垂；
17、所述每一档导线无冰条件下最低点水平应力的计算方法为：
18、
19、其中，
20、
21、
22、hi＝|zi+1-zi|
23、
24、(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)…(xm，ym，zm)表示待测耐张塔所在连续档的m个导线挂点空间坐标；li表示第i档的档距；
25、σi表示第i档导线无冰条件下最低点水平应力；a为导线截面积；gz为导线单位长度自重，即gz＝mg；gs为考虑设计冰厚状态下的冰重，即将线路覆冰厚度等于设计冰厚作为状态方程的基准状态，可以看做状态方程初始状态；
26、gs＝0.0009πds(ds+d)·g，其中ds为冰厚，d为导线直径；gf为考虑设计冰厚状态下的风荷载，gf＝0.000625v2·(d+2ds)·μ·vf，其中v为风速，μ导线受风体型系数，vf为线路风压系数，
27、
28、
29、具体地，所述步骤3中连续档无冰时最低点水平应力的计算方法为：
30、
31、其中，
32、wi表示第i档的权重系数。
33、具体地，所述步骤4中覆冰条件下导线的状态方程为：
34、
35、其中，α为电线的温度膨胀系数；e为电线的弹性系数；t为电线无冰状态下三维激光点云数据采集时的工况温度；t0为某时刻下电线覆冰温度；l为线路计算档档距；β为线路大号侧或小号侧高差角；σ0表示覆冰后的实时水平应力；λ为覆冰状态下导线的比载。
36、具体地，所述步骤6中利用覆冰条件下的水平应力计算导线理论水平拉力的方法为：
37、f＝σ0·π(d+ds)2。
38、具体地，所述步骤7中的历史环境数据包括温度、湿度和风速。
39、具体地，所述步骤4中的覆冰区间为0-60mm。
40、本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，
41、1)本专利技术由以点云数据和设计资料为输入数据，利用状态方程计算实时理论拉力值，然后利用svm为理论拉力值和实际拉力值建立非线性表达关系，修正实测拉力值，将修正后的实测拉力值与输电线路不同覆冰厚度下理论拉力值匹配，反演出实际覆冰厚度，可通过测量较易获取的环境数据和拉力值获得覆冰厚度，无需现场测量，不用受现场环境条件限制，反演精度高，并且本方法考虑环境影响，受环境因素影响较低；
42、2)本专利技术通过采集的不同覆冰厚度下的垂向拉力测量值及环境因素，通过bp神经网络的方法与理论垂直拉力值建立函数表达关系，可修正非常态下额外载荷对实测拉力值产生的误差；
43、3)本专利技术通过点云数据可获取连续的监测数据和大范围的检测覆盖；
44、4)本专利技术充分利用激光点云数据的高精度和大范围特点，可以实现对输电线路直线塔关键设计参数校核与覆冰厚度反演，有效地解决了传统方法存在的缺陷，提高了检测效率和准确度，对实现输电线路的安全稳定运行具有重要意义；
45、5)本专利技术通过引入高差角作为权重分配因素，该方法能够考虑耐张塔不同侧面的水平应力，并将其纳入最终应力的计算中，从而更全面地评估线路的状态。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，其特征在于，所述步骤3中连续档无冰时最低点水平应力的计算方法为：
4.根据权利要求3所述的基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，其特征在于，所述步骤4中覆冰条件下导线的状态方程为：
5.根据权利要求4所述的基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，其特征在于，所述步骤6中利用覆冰条件下的水平应力计算导线理论水平拉力的方法为：
6.根据权利要求1所述的基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，其特征在于，所述步骤7中的历史环境数据包括温度、湿度和风速。
7.根据权利要求1所述的基于激光点云数
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，其特征在于，所述步骤3中连续档无冰时最低点水平应力的计算方法为：
4.根据权利要求3所述的基于激光点云数据和实测拉力值非线性修正的输电线路耐张塔覆冰厚度计算方法，其特征在于，所述步骤4中覆冰条件...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴建蓉，赵平，张啟黎，罗鑫，颜康，刘卓娅，范强，谭伟，曹双和，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。