CN111666690B - 输电线路导线的弧垂分析方法、装置、设备和介质 - Google Patents

输电线路导线的弧垂分析方法、装置、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及输电线路技术领域，提供了一种输电线路导线的弧垂分析方法、装置、计算机设备和存储介质。本申请可提升输电线路导线的弧垂分析效率和准确性。该方法包括：通过获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数，根据与内部参数对应的第一导线弧垂和与外部环境参数对应的第二导线弧垂，得到输电线路导线的理论弧垂，将上述内部参数和外部环境参数预先构建的拟合弧垂模型输出该输电线路导线的拟合弧垂，根据上述拟合弧垂对理论弧垂修偏，得到输电线路导线的实际弧垂。

Description

输电线路导线的弧垂分析方法、装置、设备和介质
技术领域
本申请涉及输电线路技术领域，特别是涉及一种输电线路导线的弧垂分析方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
输电线路是电力系统实现电能远距离传输的重要环节，为了保证架空输电线路与地面保持一定的安全距离，架空输电线路由杆塔和导线组成，通过杆塔支撑起导线，导线悬挂于两杆塔之间。两个杆塔之间的导线在自然状态下表现为一条悬链线，确定导线悬链线在各种气象条件下的弧垂的变化，是进行线路设计、工况模拟以及缺陷分析时必须进行的步骤。
目前的技术中，通常在输电导线上安装监测终端监测导线的弧垂变化。然而，这种方式需要定期上塔进行安装和维护监测终端，工序复杂且测量效率低。
发明内容
基于此，有必要针对目前技术中存在的对弧垂进行测量的效率低的技术问题，提供一种输电线路导线的弧垂分析方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种输电线路导线的弧垂分析方法，所述方法包括：
获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数；
确定与所述内部参数对应的第一导线弧垂，以及确定与所述外部环境参数对应的第二导线弧垂；
根据所述第一导线弧垂和第二导线弧垂，得到所述输电线路导线的理论弧垂；
将所述内部参数和外部环境参数输入预先构建的拟合弧垂模型，以使所述拟合弧垂模型输出所述输电线路导线的拟合弧垂；
基于所述拟合弧垂对所述理论弧垂进行修偏，得到所述输电线路导线的实际弧垂。
一种输电线路导线的弧垂分析装置，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数；
弧垂确定模块，用于确定与所述内部参数对应的第一导线弧垂，以及确定与所述外部环境参数对应的第二导线弧垂；
理论弧垂计算模块，用于根据所述第一导线弧垂和第二导线弧垂，得到所述输电线路导线的理论弧垂；
拟合弧垂计算模块，用于将所述内部参数和外部环境参数输入预先构建的拟合弧垂模型，以使所述拟合弧垂模型输出所述输电线路导线的拟合弧垂；
弧垂修偏模块，用于基于所述拟合弧垂对所述理论弧垂进行修偏，得到所述输电线路导线的实际弧垂。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数；确定与所述内部参数对应的第一导线弧垂，以及确定与所述外部环境参数对应的第二导线弧垂；根据所述第一导线弧垂和第二导线弧垂，得到所述输电线路导线的理论弧垂；将所述内部参数和外部环境参数输入预先构建的拟合弧垂模型，以使所述拟合弧垂模型输出所述输电线路导线的拟合弧垂；基于所述拟合弧垂对所述理论弧垂进行修偏，得到所述输电线路导线的实际弧垂。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数；确定与所述内部参数对应的第一导线弧垂，以及确定与所述外部环境参数对应的第二导线弧垂；根据所述第一导线弧垂和第二导线弧垂，得到所述输电线路导线的理论弧垂；将所述内部参数和外部环境参数输入预先构建的拟合弧垂模型，以使所述拟合弧垂模型输出所述输电线路导线的拟合弧垂；基于所述拟合弧垂对所述理论弧垂进行修偏，得到所述输电线路导线的实际弧垂。
上述输电线路导线的弧垂分析方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数，根据与内部参数对应的第一导线弧垂和与外部环境参数对应的第二导线弧垂，得到输电线路导线的理论弧垂，将上述内部参数和外部环境参数预先构建的拟合弧垂模型输出该输电线路导线的拟合弧垂，根据上述拟合弧垂对理论弧垂修偏，得到输电线路导线的实际弧垂，使得无需在输电线路安装监测装置进行现场弧垂测量，只需要获得输电线路导线的内部参数和外部环境参数，即可分析各种工况下的输电线路导线的弧垂，提升了输电线路导线的弧垂分析效率，同时，根据拟合弧垂模型计算出的拟合弧垂对理论弧垂进行修偏，还提高了输电线路导线弧垂分析的准确性。
附图说明
图1为一个实施例中计算机设备的内部结构图；
图2为一个实施例中输电线路导线的弧垂分析方法的流程示意图；
图3为一个实施例中输电线路导线的受力分析示意图；
图4为一个实施例中输电线路导线的弧垂分析示意图；
图5为一个实施例中输电线路导线的弧垂分析方法的流程示意图；
图6为一个实施例中输电线路导线的弧垂分析装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，本发明实施例所涉及的术语“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本申请提供的输电线路导线的弧垂分析方法，可以应用于计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图1所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储输电线路导线的内部参数和外部环境参数数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种输电线路导线的弧垂分析方法。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种输电线路导线的弧垂分析方法，以该方法应用于图1的服务器为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S201，获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数。
其中，在进行输电线路导线的弧垂分析时，首先需要明确作用到输电线路导线的内部因素和外部环境因素。内部因素包括导线自重、导线质量、导线横截面积、导线的直径、导线体形系数、导线最低点应力、导线点坐标、导线的等效比热容、导线的对流散热功率、导线的辐射散热功率、导线的日照发热功率、导线的膨胀系数、导线的平均张力、导线的综合弹性模量等。外部环境因素包括架空线路载流量、导线电流、环境温度、覆冰厚度、风速、空气密度、风压不均系数、导线以及地线风荷载调整系数、风向与导线方向夹角等。上述内部因素和外部环境因素的不同组合可以用于确定输电线路导线在不同工况情况下输电线路导线所承受的自重、温度、覆冰、风力的荷载，计算各荷载引起的弧垂。
具体实现中，当需要对输电线路导线的弧垂进行分析时，服务器可以获取预先存储的该输电线路导线的内部参数，并获取与该输电线路导线对应的外部环境参数。其中，上述外部环境因素可以通过气象条件信息、行业惯用指标、历史预测数据等获取。
步骤S202，确定与内部参数对应的第一导线弧垂，以及确定与外部环境参数对应的第二导线弧垂。
其中，第一导线弧垂包括自重弧垂。第二导线弧垂包括温度弧垂、覆冰弧垂和风压弧垂。
具体实现中，服务器根据获取到的待分析输电线路导线的导线质量和导线横截面积分析得到导线的自重弧垂，然后根据获取到的待分析输电线路导线的外部参数和输电线路导线内部参数的不同组合，分析得到温度弧垂、覆冰弧垂和风压弧垂。示例性的，服务器可以根据输电线路导线的环境温度分析得到对应的温度弧垂，还可以根据输电线路导线的覆冰厚度分析得到对应的覆冰弧垂，以及根据输电线路导线的风速特征参数和覆冰厚度分析得到对应的风压弧垂。
步骤S203，根据第一导线弧垂和第二导线弧垂，得到输电线路导线的理论弧垂。
其中，输电线路导线的理论弧垂是在根据内部参数和外部环境参数计算出来的自重、温度、覆冰、风压弧垂的基础上，通过理论计算得到的弧垂结果。
具体实现中，当通过理论计算得到理论弧垂时，第一导线弧垂和第二导线弧垂的重要性程度会受到各相关因素的影响，服务器可以将第一导线弧垂和第二导线弧垂中的各个弧垂根据重要性程度设定权重，分析计算得出可靠的理论弧垂。
步骤S204，将内部参数和外部环境参数输入预先构建的拟合弧垂模型，以使拟合弧垂模型输出该输电线路导线的拟合弧垂。
其中，拟合弧垂模型是用于根据弧垂测量值样本集训练出来的弧垂模型，用于获得当前内部参数和外部环境参数根据弧垂模型对应的预测弧垂值，也就是拟合弧垂。
具体实现中，服务器可以将内部参数和外部环境参数输入到拟合弧垂模型，输出拟合弧垂模型在该参数环境下预测出的拟合弧垂。例如，用户可以向服务器输入待分析输电线路导线的导线参数、环境温度、风速特征参数、覆冰厚度、导线电流等参数，获得服务器通过预先构建的拟合弧垂模型基于上述参数输出的拟合弧垂。
步骤S205，基于拟合弧垂对理论弧垂进行修偏，得到输电线路导线的实际弧垂。
具体实现中，输电线路导线的理论弧垂值是在比较理想的状态和条件上分析得到的，在实际投入使用时，影响弧垂的因素不止自重、温度、覆冰、风压等因素，另外，各因素互相叠加机制也比较复杂，通过理论计算得到的结果，某些情况下会存在较大偏差。在进行实际弧垂计算时，服务器可以根据内部参数和外部环境参数与训练样本集的差异，确定拟合弧垂和理论弧垂的权重，以得到输电线路导线的实际弧垂。当出现与没有被包含于构建拟合弧垂模型时采用的内部参数和外部参数的数据范围的内部参数或外部环境参数时，服务器可以将该内部参数、外部环境参数和计算得出的实际弧垂作为新的样本集，继续训练该拟合弧垂模型。
上述输电线路导线的弧垂分析方法中，通过获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数，根据与内部参数对应的第一导线弧垂和与外部环境参数对应的第二导线弧垂，得到输电线路导线的理论弧垂，将上述内部参数和外部环境参数预先构建的拟合弧垂模型输出该输电线路导线的拟合弧垂，根据上述拟合弧垂对理论弧垂修偏，得到输电线路导线的实际弧垂，使得无需在输电线路安装监测装置进行现场弧垂测量，只需要获得输电线路导线的内部参数和外部环境参数，即可分析各种工况下的输电线路导线的弧垂，提升了输电线路导线的弧垂分析效率，同时，根据拟合弧垂模型计算出的拟合弧垂对理论弧垂进行修偏，提高了输电线路导线弧垂分析的准确性。
在一个实施例中，内部参数包括导线参数；第一导线弧垂包括自重弧垂；步骤S202中确定与内部参数对应的第一导线弧垂的步骤包括：
根据导线参数中的导线质量和导线横截面积，确定输电线路导线的自重比载；基于自重比载，计算输电线路导线的自重弧垂。
本实施例中，输电线路导线的自重比载是导线自身重量引起的荷载，作用方向垂直向下。
具体实现中，自重比载为公式1-1：
其中，g1为自重比载，G是导线单位质量，单位是kg/km；S是导线横截面积，单位是mm2。
其中，弧垂表示曲线上任意点至两侧悬挂点的垂直距离，自重弧垂是导线上任意点在自重条件下至两侧悬挂点的垂直距离，档距中点的弧垂是最大弧垂。
具体实现中，导线的自重荷载引起两塔之间导线内产生应力，因导线上作用的荷载是沿着导线长度方向均匀分布的，所以一档导线中各点的应力是不相等的，当导线悬空时，如图3所示，根据平抛物线方程，假设作用在导线弧长上的荷载沿导线水平轴上的投影均匀分布，这样导线所受垂直荷载为公式1-2：
用直线代替弧长，使得积分简化，根据静力平衡条件可得到平面抛物方程为如下公式1-3：
其中，x表示任意点P至O的水平距离，单位m；y表示任意点P的纵坐标，单位m；g表示导线的比载；σ0表示导线最低点应力，单位N。
相应的导线弧长方程式为如下公式：
如图4所示，弧垂表示曲线上任意点至两侧悬挂点的垂直距离，fx为任意点的弧垂，f0为档距中点的弧垂，即最大弧垂。任意一点的弧垂fx和最大弧垂f0关系为f0＝yp+fx，利用公式1-3代入方程，化简后可得公式1-5：
其中，l表示档距，单位m；g表示导线的比载；σ0表示导线最低点应力，单位N。
对于自重下的最大弧垂上式中的x＝0，则利用计算公式1-6可以计算最低点自重弧垂/>
上述实施例的方案，通过导线参数中的导线质量和导线横截面积，确定输电线路导线的自重比载，并根据所述自重比载，计算输电线路导线的自重弧垂，无需在输电线路安装监测装置即可进行弧垂分析，提升了输电线路导线的弧垂分析效率。
在一个实施例中，外部环境参数包括环境温度，第二导线弧垂包括温度弧垂，步骤S202中确定与外部环境参数对应的第二导线弧垂的步骤包括：
根据环境温度，计算输电线路导线的运行温度；获取输电线路导线的自重比载；根据运行温度和自重比载，计算输电线路的温度弧垂。
本实施例中，输电线路导线的运行温度是导线在一定环境温度条件下流过某一数量的电流而达到稳态热平衡时，利用数值方法求解得到的导线温度。环境温度和运行温度发生变化，会使导线发生热胀冷缩的效应，从而影响到导线弧垂的变化，温度越高，导线的伸长量就越大，弧垂也就越大。环境温度可以根据输电线路导线对应区域的气象条件信息获得。
具体实现中，可以根据IEEE标准以及CIGRE601规范中关于架空线路载流量与导线温度的计算关系，导线的热平衡方程可表示为公式2-1：
其中，m为单位长度导线质量，单位kg/m；C为导线的等效比热容，单位J/(kg·℃)；Tc为导线温度，单位℃；qc为导线的对流散热功率，单位W/m；qr为导线的辐射散热功率，单位W/m；qs为单位长度导线的日照发热功率，单位W/m；R(Tc)表示导线温度为Tc时的交流电阻值，单位Ω/m。导线在一定环境温度条件下流过某一数量的电流而达到稳态热平衡时，采用数值方法对导线温度进行求解，使用Runge-Kutta公式计算得到导线温度Tc。
其中，输电线路导线的内部参数包括导线参数，自重比载是根据导线参数中的导线质量和导线横截面积按照上述公式1-1计算。
具体实现中，当环境温度和导线负荷改变后，架空导线温度会发生变化，导线产生热胀冷缩，相对于制造温度t0和原始长度L0，伸缩量L1为如下公式2-2：
L1＝α(t-t0)L0 (公式2-2)
其中α为导线膨胀系数，单位10-6/℃；t是实时温度。
根据胡克定律，可计算出导线由于弹性变形导致的线长伸缩量L2，如下公式2-3：
其中σcp为导线的平均张力，单位MPa；E是导线的综合弹性模量。
导线长度的总变化为如下公式2-4：
其中E为导线的综合弹性模量。
根据导线的平抛物线公式，对于悬挂在两悬挂点间的导线，可得到档距内导线最低点温度弧垂抛物线近似状态方程为如下公式2-5：
其中，σ1、σ2为温度t时刻和制造温度t0时刻下导线平面内最低点的应力，单位N/mm2；l为导线平面内档距，单位m；γ为导线的自重比载，单位N/(m·mm2)
上述实施例的方案，根据环境温度确定输电线路导线的运行温度，并根据运行温度和自重比载，计算输电线路导线的温度弧垂，无需在输电线路安装监测装置即可分析弧垂，提升了输电线路导线的弧垂分析效率。
在一个实施例中，外部环境参数还包括覆冰厚度，第二导线弧垂还包括覆冰弧垂，步骤202中确定与外部环境参数对应的第二导线弧垂的步骤还包括：
计算与覆冰厚度对应的输电线路导线的覆冰弧垂。
本实施例中，覆冰厚度可以采用例如《高耸结构设计规范》GB 50135-2006的规定，也可采用经验数值。
具体实现中，当导线上覆冰时，冰重由覆冰厚度决定，令d为导线直径(单位mm)，b为覆冰厚度(单位mm)，那么覆冰的体积V可以用公式3-1：
令冰的密度为0.9g/cm3，覆冰重力G2计算公式为：
G2＝9.807*V*0.9*10-3＝27.728*b(d+b)*10-3
则覆冰比载g2可以用公式3-2：
其中，b为覆冰厚度，单位mm；d为导线直径，单位mm；S为导线横截面积，单位mm2；g2是覆冰比载。已知覆冰比载g2，可采用公式1-6直接计算得到导线最低点的覆冰弧垂fx3。
上述实施例，根据覆冰厚度确定输电线路导线的覆冰比载，并根据覆冰比载计算输电线路导线的覆冰弧垂，无需在输电线路安装监测装置即可进行弧垂分析，提升了输电线路导线的弧垂分析效率。
在一个实施例中，外部环境参数包括风速特征参数和覆冰厚度，第二导线弧垂还包括风压弧垂，步骤202中确定与外部环境参数对应的第二导线弧垂的步骤还包括：
根据风速特征参数和覆冰厚度，计算输电线路的风压弧垂。
本实施例中，风速特征参数包括风速、空气密度、风压不均系数、导线以及地线风荷载调整系数、风向与导线方向夹角。风压弧垂根据风压比载计算得到，风压比载包括无冰时风压比载和有冰时风压比载。由于输电线路导线覆冰后导线直径相当于导线本身直径加上两倍的覆冰厚度，所以导线覆冰后所受风压力要大于无冰状态
具体实现中，无冰时风压比载用g3表示，令v为风速，ρ为空气密度(取1.25kg/m3)。则风压W可表示为：
则无冰时的风压比载用g3可以用公式4-1：
其中：α为风压不均系数；β为500kV和750kV线路导线及地线风荷载调整系数，取值如下表1所示：
表1
其中，S为导线横截面积，单位mm2；K为导线体形系数，导线直径小于17mm或覆冰时取1.2，导线直径大于等于17mm时取1.1；d为导线直径，单位mm；θ为风向与导线方向夹角。
有冰时风压比载用g4表示，导线的迎风面积因覆冰而增大，变为d+2b，则其比载g4可表示为如下公式：
其中，b为覆冰厚度，单位mm，其他参数与上述公式4-1中的参数相同。
将上述风压比载g3和g4代入上述公式1-6，可以计算得出导线的风压弧垂fx4。
上述实施例，根据覆冰厚度和风速特征参数确定输电线路导线的风压弧垂，无需在输电线路安装监测装置即可进行弧垂分析，提升了输电线路导线的弧垂分析效率。
在一个实施例中，上述方法，还可以通过如下步骤对拟合弧垂模型进行训练，具体包括：
获取用于对拟合弧垂模型进行训练的多组样本数据；上述多组样本数据中，各组样本数据包括输电线路导线的内部参数样本、外部环境参数样本和弧垂测量值。将各组样本数据包含的内部参数样本、外部环境参数样本作为输入数据，将各组样本数据包含的弧垂测量值作为输入数据的标签值，对拟合弧垂模型进行训练。
本实施例中，拟合弧垂模型可以是卷积神经网络模型(Convolutional NeuralNetworks,CNN)，采用局部连接和权重共享的方式，对原始数据进行更高层次和更抽象的处理，能够有效自动提取数据中的内部特征，主要由卷积层、池化层和全连接层等组成，弧垂拟合模型由2个卷积层、2个池化层和全连接层组成。其中卷积层1和卷积层2为一维卷积，激活函数为ReLU，池化层1和池化层2的池化方法为最大池化，全连接层的激活函数为Sigmoid，可表示为如下公式5-1：
其中，C1和C2分别为卷积层1和卷积层2的输出；P1和P2分别池化层1和池化层2的输出；W1、W2和W3为权重矩阵；b1、b2、b3、b4和b5为偏差；HC为CNN层的输出。
其中，用于对拟合弧垂模型进行训练的数据可以是机巡采集的实际弧垂数据，包括通过激光点云分析得到的弧垂测量值、导线的红外温度、环境温度、风速特征参数，以及来源调度SCADA系统的同时刻线路载荷电流值，可以构建包括导线参数、环境温度、风速参数、导线电流4类特征的CNN拟合模型。训练用的损失函数Loss使用均方误差函数，如下公式：
其中，n为样本个数；yi为实际值；为模型输出值。
通过卷积神经网络模型的训练，得到实际情况下的拟合弧垂模型，将导线参数、环境温度、风速特征参数、导线电流输入模型即可得到拟合弧垂fx5。
本实施例中，根据机巡采集的弧垂测量值数据训练出拟合弧垂模型，使得输入特定的参数即可获得拟合弧垂值，提升了输电线路导线的弧垂分析效率。
在一个实施例中，步骤S203中的根据第一导线弧垂和第二导线弧垂，得到输电线路导线的理论弧垂，可以包括：
对第一导线弧垂和第二导线弧垂进行模糊评价，得到评估权重；利用评估权重对第一导线弧垂和第二导线弧垂进行加权，得到理论弧垂。
具体实现中，第一导线弧垂和第二导线弧垂在不同的内部因素和外部环境因素下，对理论弧垂的重要程度不同。可以构建第一导线弧垂和第二导线弧垂作为目标层，并构建准则层判断矩阵，使用方根法求出最大特征根所对应的特征向量,所求特征向量即为各评价因素重要性排序。在确定判断矩阵和特征向量后，应用模糊变换原理和最大隶属度原则，得到各因素的占比分值，作为第一导线弧垂和第二导线弧垂的评估权重。利用评估权重对第一导线弧垂和第二导线弧垂进行加权，得到理论弧垂fx6。
本实施例，根据第一导线弧垂和第二导线弧垂的评估权重，进行加权得到理论弧垂，充分考虑各弧垂值在在各相关因素下的对理论弧垂的重要性程度，提升了输电线路导线的弧垂分析效率。
在一个实施例中，上述步骤S205中的基于拟合弧垂对理论弧垂进行修偏，得到输电线路导线的实际弧垂，可以包括：
若内部参数和外部环境参数的数据范围被包含于构建拟合弧垂模型时采用的内部参数和外部环境参数的数据范围内，则将拟合弧垂作为主要因素与理论弧垂进行加权，得到实际弧垂；若否，则将理论弧垂作为主要因素与拟合弧垂进行加权，得到实际弧垂。
本实施例中，输电线路导线的理论弧垂值是在比较理想的状态和条件上分析得到的，在实际投入使用时，影响弧垂的因素不止自重、温度、覆冰、风压这些导线弧垂种类，另外，各因素互相叠加机制也比较复杂，拟合弧垂fx5作为弧垂预测值，可以用于对理论弧垂fx6进行修偏。
具体来说，拟合弧垂是使用训练样本集训练出来的拟合弧垂模型计算而来，训练样本集包含了弧垂计算过程中的导线内部参数和外部环境参数，当获取到的待分析输电线路导线的内部参数和外部环境参数被包含于构建拟合弧垂模型时采用的内部参数和外部环境参数的数据范围内，可以认为理论弧垂的计算可信度高，则以理论弧垂为主要因素进行加权。
当获取到的待分析输电线路导线的内部参数和外部环境参数没有被包含于构建拟合弧垂模型时采用的内部参数和外部环境参数的数据范围内时，可以认为理论弧垂的计算可信度低，以拟合弧垂为主要因素进行加权。其中，作为主要因素进行加权的弧垂的权重可以超过50％。当出现与没有被包含于构建拟合弧垂模型时采用的内部参数和外部参数的数据范围的内部参数或外部环境参数时，可以将该内部参数、外部环境参数和计算得出的实际弧垂作为新的样本集，继续训练该拟合弧垂模型。
上述实施例，根据理论弧垂和拟合弧垂进行加权，得到实际弧垂，用根据拟合弧垂模型得到的拟合弧垂对理论弧垂进行修偏，提升了输电线路导线的弧垂分析效率，同时提高了输电线路导线弧垂分析的准确性。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种输电线路导线的弧垂分析方法，该方法包括：
步骤S501，获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数。
其中，内部参数可以包括导线参数，外部环境参数可以包括：环境温度、覆冰厚度、风速特征参数。
步骤S502，根据导线参数中的导线质量和导线横截面积，确定输电线路导线的自重比载；基于自重比载，计算输电线路导线的自重弧垂，作为第一导线弧垂，根据环境温度，计算输电线路导线的运行温度；获取输电线路导线的自重比载；根据运行温度和自重比载，计算输电线路的温度弧垂；计算与覆冰厚度对应的输电线路导线的覆冰弧垂；根据风速特征参数和覆冰厚度，计算输电线路的风压弧垂；将温度弧垂、覆冰弧垂和风压弧垂作为第二导线弧垂。
步骤S503，对第一导线弧垂和第二导线弧垂进行模糊评价，得到评估权重利用评估权重对所述第一导线弧垂和第二导线弧垂进行加权，得到理论弧垂。
步骤S504，将所述内部参数和外部环境参数输入预先构建的拟合弧垂模型，以使所述拟合弧垂模型输出所述输电线路导线的拟合弧垂。
步骤S505，若内部参数和外部环境参数的数据范围被包含于构建拟合弧垂模型时采用的内部参数和外部环境参数的数据范围内，则将拟合弧垂作为主要因素与理论弧垂进行加权，得到实际弧垂；若否，则将理论弧垂作为主要因素与拟合弧垂进行加权，得到实际弧垂。
上述实施例，通过获取待分析输电线路导线的内部参数和外部环境参数，确定第一导线弧垂和第二导线弧垂，进而得到理论弧垂，将上述内部参数和外部环境参数输入预先构建的拟合弧垂模型得到拟合弧垂，根据理论弧垂和拟合弧垂在实际条件下加权，获得输电线路导线的实际弧垂。使得无需在输电线路安装监测装置进行现场弧垂测量，只需要获得输电线路导线的内部参数和外部环境参数，即可分析各种工况下的输电线路导线的弧垂，提升了输电线路导线的弧垂分析效率，同时，根据拟合弧垂模型计算出的拟合弧垂对理论弧垂进行修偏，还提高了输电线路导线弧垂分析的准确性。
应该理解的是，虽然图2-5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种输电线路导线的弧垂分析装置，该装置600包括：
参数获取模块601，用于获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数；
弧垂确定模块602，用于确定与内部参数对应的第一导线弧垂，以及确定与外部环境参数对应的第二导线弧垂；
理论弧垂计算模块603，用于根据第一导线弧垂和第二导线弧垂，得到输电线路导线的理论弧垂；
拟合弧垂计算模块604，用于将内部参数和外部环境参数输入预先构建的拟合弧垂模型，以使拟合弧垂模型输出输电线路导线的拟合弧垂；
弧垂修偏模块605，用于基于拟合弧垂对理论弧垂进行修偏，得到输电线路导线的实际弧垂。
在一个实施例中，内部参数包括导线参数；第一导线弧垂包括自重弧垂；弧垂确定模块602，包括：自重比载确定模块，用于根据导线参数中的导线质量和导线横截面积，确定输电线路导线的自重比载；自重弧垂计算模块，用于基于自重比载，计算输电线路导线的自重弧垂。
在一个实施例中，外部环境参数包括环境温度；第二导线弧垂包括温度弧垂；弧垂确定模块602，还包括：运行温度计算模块，用于根据环境温度，计算输电线路导线的运行温度；自重比载获取模块，用于获取输电线路导线的自重比载；温度弧垂计算模块，用于根据运行温度和自重比载，计算输电线路的温度弧垂。
在一个实施例中，外部环境参数还包括覆冰厚度；第二导线弧垂还包括覆冰弧垂；弧垂确定模块602，还包括：覆冰弧垂计算模块，用于计算与覆冰厚度对应的输电线路导线的覆冰弧垂。
在一个实施例中，外部环境参数包括风速特征参数和覆冰厚度；第二导线弧垂还包括风压弧垂；弧垂确定模块602，还包括：风压弧垂获取模块，根据风速特征参数和覆冰厚度，计算输电线路的风压弧垂。
在一个实施例中，上述装置还包括：训练样本获取模块，用于获取用于对拟合弧垂模型进行训练的多组样本数据，上述多组样本数据中，各组样本数据包括输电线路导线的内部参数样本、外部环境参数样本和弧垂测量值；拟合弧垂模型训练模块，用于将各组样本数据包含的内部参数样本、外部环境参数样本作为输入数据，将各组样本数据包含的弧垂测量值作为输入数据的标签值，对拟合弧垂模型进行训练。
在一个实施例中，理论弧垂计算模块603，还包括：评估权重获取模块，用于对第一导线弧垂和第二导线弧垂进行模糊评价，得到评估权重；理论弧垂加权模块，用于利用评估权重对第一导线弧垂和第二导线弧垂进行加权，得到理论弧垂。
在一个实施例中，弧垂修偏模块605，包括：修偏计算模块，用于当内部参数和外部环境参数的数据范围被包含于构建拟合弧垂模型时采用的内部参数和外部环境参数的数据范围内，则将拟合弧垂作为主要因素与理论弧垂进行加权，得到实际弧垂；若否，则将理论弧垂作为主要因素与拟合弧垂进行加权，得到实际弧垂。
关于输电线路导线的弧垂分析装置的具体限定可以参见上文中对于输电线路导线的弧垂分析方法的限定，在此不再赘述。上述输电线路导线的弧垂分析装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种输电线路导线的弧垂分析方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数；所述外部环境参数包括环境温度、覆冰厚度和风速特征参数；
确定与所述内部参数对应的第一导线弧垂，以及确定与所述外部环境参数对应的第二导线弧垂；所述第一导线弧垂包括自重弧垂，所述第二导线弧垂包括温度弧垂、覆冰弧垂和风压弧垂；所述确定与所述外部环境参数对应的第二导线弧垂，包括：根据所述环境温度，计算所述输电线路导线的运行温度；获取所述输电线路导线的自重比载；所述自重比载根据导线参数中的导线质量和导线横截面积确定；所述内部参数包括所述导线参数；根据所述运行温度和所述自重比载，计算所述输电线路的温度弧垂；和/或计算与所述覆冰厚度对应的所述输电线路导线的覆冰弧垂；和/或根据所述风速特征参数和所述覆冰厚度，计算所述输电线路的风压弧垂；
根据所述第一导线弧垂和第二导线弧垂，得到所述输电线路导线的理论弧垂；
将所述内部参数和外部环境参数输入预先构建的拟合弧垂模型，以使所述拟合弧垂模型输出所述输电线路导线的拟合弧垂；
基于所述拟合弧垂对所述理论弧垂进行修偏，得到所述输电线路导线的实际弧垂。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述内部参数包括导线参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定与所述内部参数对应的第一导线弧垂，包括：
根据所述导线参数中的导线质量和导线横截面积，确定所述输电线路导线的自重比载；
基于所述自重比载，计算所述输电线路导线的自重弧垂。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取用于对所述拟合弧垂模型进行训练的多组样本数据；所述多组样本数据中，各组样本数据包括所述输电线路导线的内部参数样本、外部环境参数样本和弧垂测量值；
将所述各组样本数据包含的所述内部参数样本、外部环境参数样本作为输入数据，将所述各组样本数据包含的弧垂测量值作为所述输入数据的标签值，对所述拟合弧垂模型进行训练。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，
所述根据所述第一导线弧垂和第二导线弧垂，得到所述输电线路导线的理论弧垂，包括：
对所述第一导线弧垂和所述第二导线弧垂进行模糊评价，得到评估权重；
利用所述评估权重对所述第一导线弧垂和所述第二导线弧垂进行加权，得到所述理论弧垂。
6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述拟合弧垂对所述理论弧垂进行修偏，得到所述输电线路导线的实际弧垂，包括：
若所述内部参数和外部环境参数的数据范围被包含于构建所述拟合弧垂模型时采用的内部参数和外部环境参数的数据范围内，则将所述拟合弧垂作为主要因素与所述理论弧垂进行加权，得到所述实际弧垂；
若否，则将所述理论弧垂作为主要因素与所述拟合弧垂进行加权，得到所述实际弧垂。
7.一种输电线路导线的弧垂分析装置，其特征在于，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取待分析的输电线路导线的内部参数和外部环境参数；所述外部环境参数包括环境温度、覆冰厚度和风速特征参数；
弧垂确定模块，用于确定与所述内部参数对应的第一导线弧垂，以及确定与所述外部环境参数对应的第二导线弧垂；所述第一导线弧垂包括自重弧垂，所述第二导线弧垂包括温度弧垂、覆冰弧垂和风压弧垂；所述弧垂确定模块，具体用于：根据所述环境温度，计算所述输电线路导线的运行温度；获取所述输电线路导线的自重比载；所述自重比载根据导线参数中的导线质量和导线横截面积确定；所述内部参数包括所述导线参数；根据所述运行温度和所述自重比载，计算所述输电线路的温度弧垂；和/或计算与所述覆冰厚度对应的所述输电线路导线的覆冰弧垂；和/或根据所述风速特征参数和所述覆冰厚度，计算所述输电线路的风压弧垂；
理论弧垂计算模块，用于根据所述第一导线弧垂和第二导线弧垂，得到所述输电线路导线的理论弧垂；
拟合弧垂计算模块，用于将所述内部参数和外部环境参数输入预先构建的拟合弧垂模型，以使所述拟合弧垂模型输出所述输电线路导线的拟合弧垂；
弧垂修偏模块，用于基于所述拟合弧垂对所述理论弧垂进行修偏，得到所述输电线路导线的实际弧垂。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
训练样本获取模块，用于获取用于对所述拟合弧垂模型进行训练的多组样本数据；所述多组样本数据中，各组样本数据包括所述输电线路导线的内部参数样本、外部环境参数样本和弧垂测量值；
将所述各组样本数据包含的所述内部参数样本、外部环境参数样本作为输入数据，将所述各组样本数据包含的弧垂测量值作为所述输入数据的标签值，对所述拟合弧垂模型进行训练。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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