CN112461398B - 一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法及装置、电子设备、存储介质,方法包括:根据移动载体的高度和架空输电线路上各个导线测量点的高度,将近地风速转换成各个导线测量点周围的高程风速;获取各个导线测量点的导线属性数据和当前状态数据;将各个导线测量点的高程风速、导线属性数据和当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个导线测量点的目标导线温度;根据各个导线测量点的目标导线温度、导线测量点的总数以及每两个位置相邻的导线测量点之间的线路长度,计算获得架空输电线路的纵向等效温度,从而能够更精确地计算出架空输电线路的纵向等效温度。
Description
技术领域
本发明涉及电力网技术领域,更具体地,涉及一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法及装置、移动终端、存储介质。
背景技术
随着国家经济的发展,社会用电量不断增加,使得电网的架空输电线路常常重负荷甚至超负荷运行。在架空输电线路的导线载流量越来越高的同时,架空输电线路的导线温度也在逐渐升高。当线路的纵向等效温度超过导线所能够承载的最大允许温度时,将会对架空输电线路造成严重的安全隐患。尤其在夏季高温天气下,环境温度高,风速相对较小,空调制冷等电器使用频率较大导致用电量激增,使导线载流量增加,加上气温和日照强度的增强,线路的纵向等效温度往往会大幅度地上升。一旦线路的纵向等效温度升高,则会进一步导致弧垂增大,弧垂过大时,就不再满足电网的安全运行需求,存在触电等一系列安全隐患,严重危及了电网安全运行和沿线人民的生命安全。
因此,线路的纵向等效温度的准确计算对电网安全运维至关重要。现有技术中,计算线路的纵向等效温度的常规方法是通过无人机搭载红外热成像仪对架空导线上各个测量点进行扫描来得到架空导线的实时温度,再根据导线的温度计算出弧垂值。但是这种方法成本巨大,并且架空输电线路的档距过长,在电网的某些架空导线空域还处于禁飞区,根本无法实现全程测量,而且机载红外热成像技术在实际扫描导线过程中距离导线过远,无法准确地测量导线温度,从而导致架空输电线路的纵向等效温度的计算不准确,间接影响线路的弧垂状态评估,不利于了电网安全运行。如在中国申请的专利“基于无人机激光雷达测量技术的弧垂计算方法及其装置”(公开日2018.12.25,公开号CN109084687A)所公开的技术方案。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的缺陷,提供一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法及装置、移动终端、存储介质,能够更精确地计算出架空输电线路的纵向等效温度。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
本发明第一方面公开一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法,包括以下步骤:
根据移动载体的高度和所述架空输电线路上各个导线测量点的高度,将当前近地风速转换成各个所述导线测量点周围的高程风速;
获取各个所述导线测量点的导线属性数据和当前状态数据;
将各个所述导线测量点的所述高程风速、所述导线属性数据和所述当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度;
根据各个所述导线测量点的目标导线温度、所述导线测量点的总数以及每两个位置相邻的导线测量点之间的线路长度,计算获得所述架空输电线路的纵向等效温度。
进一步地,所述将各个所述导线测量点的所述高程风速、所述导线属性数据和所述当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度,包括:
将各个所述导线测量点的所述高程风速、所述导线属性数据和所述当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个所述导线测量点关于导线温度的方程;
对各个所述导线测量点关于导线温度的方程进行迭代求解,将所述方程迭代结束时所得的方程解作为目标导线温度,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度。
进一步地,所述对各个所述导线测量点关于导线温度的方程进行迭代求解,将所述方程迭代结束时所得的方程解作为目标导线温度,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度,包括:
对各个所述导线测量点关于导线温度的方程分别进行迭代求解;若最后一次迭代计算结果与上一次迭代计算结果的差值小于预设的迭代精度时,判定所述方程迭代结束;将所述最后一次迭代计算结果作为目标导线温度,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度。
进一步地,所述根据移动载体的高度和所述架空输电线路上各个导线测量点的高度,将当前近地风速转换成各个所述导线测量点周围的高程风速之前,所述方法还包括:
采集移动载体的行驶速度和航向偏角以及当前风速;
根据所述移动载体的行驶速度和航向偏角以及所述当前风速,计算得到当前近地风速。
进一步地,所述的所述导线属性数据至少包括导线吸热系数、导线直径、导线集肤效应系数、导线横截面积、导线电阻温度系数和导线电阻率;所述当前状态数据至少包括导线的运行电流、当前环境温度、当前太阳光照强度、高程风速的风向与导线之间的夹角;所述导线温度计算模型通过以下公式表示:
式中,π、λ、ε、σ、μf均为常数,As表示所述导线吸热系数,D表示所述导线直径,K表示所述导线集肤效应系数,S表示所述导线横截面积,αt表示所述导线电阻温度系数,ρ20表示所述导线电阻率;表示所述高程风速;I为所述导线的运行电流;T0表示所述当前环境温度,Tw表示所求的导线温度;Es表示所述当前太阳光照强度,φ表示所述高程风速的风向与导线之间的夹角,0°<φ≤90°,其中,当0°<φ≤24°时,A=0.42,B=0.68,n=1.08;当24°<φ≤90°时,A=0.42,B=0.58,n=0.9。
本发明第二方面公开一种架空输电线路的纵向等效温度获取装置,包括:
转换单元,用于根据移动载体的高度和所述架空输电线路上各个导线测量点的高度,将当前近地风速转换成各个所述导线测量点周围的高程风速;
获取单元,用于获取各个所述导线测量点的导线属性数据和当前状态数据;
第一计算单元,用于将各个所述导线测量点的所述高程风速、所述导线属性数据和所述当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度;
第二计算单元,用于根据各个所述导线测量点的目标导线温度、所述导线测量点的总数以及每两个位置相邻的导线测量点之间的线路长度,计算获得所述架空输电线路的纵向等效温度。
进一步地,所述第一计算单元包括:
输入模块,用于将各个所述导线测量点的所述高程风速、所述导线属性数据和所述当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个所述导线测量点关于导线温度的方程;
迭代模块,用于对各个所述导线测量点关于导线温度的方程进行迭代求解,将所述方程迭代结束时所得的方程解作为目标导线温度,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度。
进一步地,所述迭代模块,具体用于对各个所述导线测量点关于导线温度的方程分别进行迭代求解;若最后一次迭代计算结果与上一次迭代计算结果的差值小于预设的迭代精度时,判定所述方程迭代结束;将所述最后一次迭代计算结果作为目标导线温度,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度。
进一步地,还包括采集单元,用于在所述转换单元根据移动载体的高度和所述架空输电线路上各个导线测量点的高度,将当前近地风速转换成各个所述导线测量点周围的高程风速之前,采集移动载体的行驶速度和航向偏角以及当前风速;并根据所述移动载体的行驶速度和航向偏角以及所述当前风速,计算得到当前近地风速。
进一步地,所述导线属性数据至少包括导线吸热系数、导线直径、导线集肤效应系数、导线横截面积、导线电阻温度系数和导线电阻率;所述当前状态数据至少包括导线的运行电流、当前环境温度、当前太阳光照强度、高程风速的风向与导线之间的夹角;所述导线温度计算模型通过以下公式表示:
式中,π、λ、ε、σ、μf均为常数,As表示所述导线吸热系数,D表示所述导线直径,K表示所述导线集肤效应系数,S表示所述导线横截面积,αt表示所述导线电阻温度系数,ρ20表示所述导线电阻率,表示所述高程风速,I表示所述导线的运行电流,T0表示所述当前环境温度,Tw表示所求的导线温度,Es表示所述当前太阳光照强度,φ表示所述高程风速的风向与导线之间的夹角,0°<φ≤90°,其中,当0°<φ≤24°时,A=0.42,B=0.68,n=1.08;当24°<φ≤90°时,A=0.42,B=0.58,n=0.9。
本发明第三方面公开一种电子设备,包括:
存储有可执行程序代码的存储器;
与所述存储器耦合的处理器;
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,用于执行本发明实施例第一方面公开的一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法。
本发明第四方面公开一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机程序,其中,所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法。所述计算机可读存储介质包括ROM/RAM、磁盘或光盘等。
本发明第五方面公开一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得所述计算机执行第一方面的任意一种方法的部分或全部步骤。
与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:本发明公开一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法及装置、电子设备、存储介质,通过将近地风速转换成导线测量点周围的高程风速,以及根据不同导线测量点获取不同的导线属性数据和当前状态数据,输入至导线温度计算模型以获得各个导线测量点的目标导线温度,最后根据各个导线测量点的目标导线温度计算获得架空输电线路的纵向等效温度,进而可以能够更精确地计算出架空输电线路的纵向等效温度,为架空输电线路的弧垂状态评估提供有效的数据支撑。
附图说明
图1是本发明实施例公开的一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法的流程图。
图2是本发明实施例公开的一种架空输电线路的纵向等效温度获取装置的结构示意图。
图3是本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图。
其中:201、转换单元;202、获取单元;203、第一计算单元;301、第二计算单元;301、存储器;302、处理器。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示,本实施例提供一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法,包括如下步骤:
S1:根据移动载体的高度和架空输电线路上各个导线测量点的高度,将近地风速转换成各个导线测量点周围的高程风速;以及,获取各个导线测量点的导线属性数据和当前状态数据。
需要说明的是,移动载体用于在移动状态下对架空输电线路进行巡检,其具体可以是可移动汽车。移动载体上可设置有环境多参数监测装置,该环境多参数监测装置包括各个传感器,用于检测各种环境数据。比如,包括但不限于定位检测(Global PositioningSystem,GPS)传感器、电子罗盘模块和超声波风速传感器等。其中,GPS传感器定位用于检测移动载体的行驶速度,电子罗盘模块用于检测移动载体的航向偏角,超声波风速传感器用于检测当前风速。
可选地,步骤S1之前,还可以采集移动载体的行驶速度和航向偏角以及当前风速,然后根据移动载体的行驶速度和航向偏角以及当前风速,计算得到近地风速。具体地,当前风速包括当前风速值和当前风向角,其具体可以是近地风速与移动载体行驶方向的反向风速的矢量合,为了更加准确地获得实际上真实的近地风速,提高环境数据的准确率,可以通过平行四边形法则或三角形法则对当前风速进行转换得到对应的近地风速,其中,平行四边形法则或三角形法则的具体计算公式均如下式(1)所示:
其中,V表示近地风速,S表示移动载体的行驶速度;A为当前风速值;θ表示当前风速的风向与移动载体的行驶方向的夹角,其具体为移动载体的航向偏角和当前风向角的差值。
考虑到移动载体是在地上进行移动巡检并采集环境数据的,通过移动载体上的环境多参数监测装置检测到并计算得出的近地风速与实际架空输电线路还具有一定的高度距离,因此为了更加准确地获得架空输电线路的环境数据,可将近地风速转换成各个导线测量点周围的高程风速,其具体计算公式如式(2)所示:
其中,表示高程风速(m/s);V表示真实风速,Z1表示移动载体的高度,Z2表示架空输电线路的高度;α为地面粗糙度系数,其与当地地形的类别有关。根据中国规范,将地形分为A、B、C、D四类,各类地形的分类标准及α、离海平面高度H的对应关系详见下表1。
类别 | 分类标准 | α | H |
A | 近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区 | 0.12 | 300 |
B | 田野、乡村、丛林、丘陵以及比较稀疏的乡镇和城市郊区 | 0.16 | 350 |
C | 有密集建筑群的城市市区 | 0.22 | 400 |
D | 有密集建筑群且房屋较高的城市市区 | 0.30 | 450 |
需要说明的是,导线属性数据指的是根据导线的变化而变化的数据,这些数据均可以在导线的出厂说明书中获取得到,其包括但不限于导线吸热系数、导线直径、导线集肤效应系数、导线横截面积、导线电阻温度系数和导线电阻率等。
可选地,当前状态数据指的是需要根据实际情况进行测量得到的数据,包括但不限于当前时刻导线的运行电流、当前环境温度、当前太阳光照强度、高程风速的风向与导线之间的夹角这些数据。
S2:将各个导线测量点的高程风速、导线属性数据和当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个导线测量点的目标导线温度。
可选地,导线温度计算模型可以是通过导线稳态热平衡方程推导出的,架空导线的热平衡状态是由导线周围的天气条件及其电力负荷所获得的热量和损失的热量平衡而得到的,假设导线单位长度中交流电阻的焦耳热增益为qj、导线单位长度中的太阳能热增益为qs、单位长度的导线与周围环境的对流散热为qc,导线单位长度的辐射散热为qr,稳态热平衡方程的具体表述如下式(3)所示:
qj+qs=qc+qr (3)
进一步地,导线温度计算模型可以通过以下公式(4)表示:
式中,π、λ、ε、σ、μf均为常数;λ表示空气的导热系数,μf表示空气的运动黏度系数,ε表示导体表面的辐射系数,ε=0.9,σ表示斯蒂芬-包尔兹曼常数,σ=5.67×10-8,单位为w·m-2·k-4;
As、D、K、S、αt、ρ20为导线属性数据;As表示导线吸热系数,D表示导线直径,K表示导线集肤效应系数,S表示导线横截面积,αt表示导线电阻温度系数,ρ20表示导线电阻率,即导线在常温下(20℃)时的直流电阻率;
I、T0、Tw、Es、φ为当前状态数据;表示高程风速,I表示导线的运行电流,T0表示当前环境温度,Tw表示所求的导线温度,Es表示当前太阳光照强度,单位为w/m2,φ表示高程风速的风向与导线之间的夹角,0°<φ≤90°,其中,当0°<φ≤24°时,A=0.42,B=0.68,n=1.08。当24°<φ≤90°时,A=0.42,B=0.58,n=0.9。
可选地,导线温度计算模型可以通过以下步骤推导出来:
首先,分别求出qs、qj、qc、qr的计算公式:
其中,qs为导线单位长度中的太阳能热增益,其计算公式如下式(5)所示:
qs=EsAsD (5)
式中,Es为当前太阳光照强度,As表示导线吸热系数,D表示导线直径。
qj为导线单位长度中交流电阻的焦耳热增益,其计算公式如以下公式(6)所示:
式中,I表示导线的运行电流,R(Tw)为导线在所求的导线温度Tw时的交流电阻阻值;K表示导线集肤效应系数,αt表示导线电阻温度系数,ρ20表示导线电阻率,S表示导线横截面积,Tw表示所求的导线温度。
考虑到架空输电线路周围的高程风速一般大于0.2m/s,所以在忽略自然对流的情况下可以只考虑空气中的强迫对流散热。那么,将高程风速和导线直径代入努谢尔特准则数,可以获得对流散热强度系数的计算公式如下式(7)所示:
然后将对流散热强度系数的计算公式(7)代入导体对流散热公式(8),获得单位长度的导线与周围环境的对流散热为qc的计算公式(9)。
qc=al(Tw-T0)[A+B(sinφ)n]πD (8)
式中,al表示对流散热强度系数;Tw表示所求的导线温度,T0表示当前环境温度,φ表示高程风速的风向与导线之间的夹角,0°<φ≤90°,D表示导线直径。
接着,qr为导线单位长度的辐射散热,其计算公式如下式(10)所示:
qr=πDεσ[(Tw+273)4-(T0+273)4] (10)
式中,D表示导线直径,ε表示导体表面的辐射系数,ε=0.9,σ表示斯蒂芬-包尔兹曼常数,σ=5.67×10-8,单位为w·m-2·k-4,Tw表示所求的导线温度,T0表示当前环境温度。
最后,将公式(6)、公式(9)和公式(10)代入公式(4),可以获得导线温度计算模型如公式(4)所示。
可选地,步骤S2可以包括以下步骤:
S2.1:将各个导线测量点的高程风速、导线属性数据和当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个导线测量点关于导线温度的方程。
S2.2:对各个导线测量点关于导线温度的方程进行迭代求解,将方程迭代结束时所得的方程解作为目标导线温度,以获得各个导线测量点的目标导线温度。
需要说明的是,迭代法也称辗转法,是一种不断用变量的旧值递推新值的过程,跟迭代法相对应的是直接法(或者称为一次解法),即一次性解决问题。迭代算法利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点,让计算机对一组指令(或一定步骤)进行重复执行,在每次执行这组指令(或这些步骤)时,都从变量的原值推出它的一个新值。迭代过程的控制通常可分为两种情况:一种是所需的迭代次数是个确定的值,可以计算出来;另一种是所需的迭代次数无法确定。对于前一种情况,可以构建一个固定次数的循环来实现对迭代过程的控制;对于后一种情况,需要进一步分析出用来结束迭代过程的条件进行设定。
本发明实施例中,可以预先设定方程迭代的结束条件,当方程迭代至满足该结束条件时,判定方程迭代结束,将所得的方程解作为目标导线温度。
可选地,步骤S2.2可以包括:对各个导线测量点关于导线温度的方程分别进行迭代求解,若最后一次迭代计算结果与上一次迭代计算结果的差值小于预设的迭代精度时,判定方程迭代结束,将最后一次迭代计算结果作为目标导线温度,以获得各个导线测量点的目标导线温度。
可选地,由于方程f(Tw)是一个关于Tw的四次方项方程,故可以采用牛顿迭代法对公式进行迭代求解获得Tw的值,牛顿迭代法的迭代关系式如式(11)所示:
其中,f'(Tw)表示f(Tw)函数的求导函数,Tw(n)表示第n次迭代计算结果,,Tw(n+1)表示第n+1次迭代计算结果,n≥0。
迭代步骤包括:取初始点Tw(0)=20℃,设置所需的迭代精度为δ,当|Tw(n+1)-Tw(n)|<δ时,则说明迭代结束,输出Tw(n+1)作为导线温度。
S3:根据各个导线测量点的目标导线温度、导线测量点的总数以及每两个位置相邻的导线测量点之间的线路长度,计算获得架空输电线路的纵向等效温度。
其中,考虑到架空输电线路具有跨越度大,且沿线环境参数具有空间分布不均匀的特点,所导致的各测量点的导线温度测量不准确,从而导致架空输电线路的纵向等效温度的计算不准确的现有技术问题。为了更加准确地计算得到架空输电线路的纵向等效温度,可以采用基于环境参数测量点在线路位置中的权重平均值法计算等效温度。具体地,纵向等效温度的计算公式如下式(12)所示:
其中,Taverage为所求的纵向等效温度;N为环境测量参数点总数;Tw为架空输电线路上某个测量点的环境参数所计算得到的导线温度值;Δxw,w+1为测量点w和下一个测量点w+1之间的线路长度;l架空输电线路总长度。
本实施例提供一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法,通过将近地风速转换成导线测量点周围的高程风速,以及根据不同导线测量点获取不同的导线属性数据和当前状态数据,输入至导线温度计算模型以获得各个导线测量点的目标导线温度,最后根据各个导线测量点的目标导线温度计算获得架空输电线路的纵向等效温度,进而可以能够更精确地计算出架空输电线路的纵向等效温度,为架空输电线路的弧垂状态评估提供有效的数据支撑。
实施例2
如图2所示,本实施例提供一种架空输电线路的纵向等效温度获取装置,包括,其中:
转换单元201,用于根据移动载体的高度和架空输电线路上各个导线测量点的高度,将当前近地风速转换成各个导线测量点周围的高程风速。
获取单元202,用于获取各个导线测量点的导线属性数据和当前状态数据。
第一计算单元203,用于将各个导线测量点的高程风速、导线属性数据和当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个导线测量点的目标导线温度。
第二计算单元204,用于根据各个导线测量点的目标导线温度、导线测量点的总数以及每两个位置相邻的导线测量点之间的线路长度,计算获得架空输电线路的纵向等效温度。
可选地,第一计算单元203可以包括以下未图示的模块:
输入模块,用于将各个导线测量点的高程风速、导线属性数据和当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个导线测量点关于导线温度的方程。
迭代模块,用于对各个导线测量点关于导线温度的方程进行迭代求解,将方程迭代结束时所得的方程解作为目标导线温度,以获得各个导线测量点的目标导线温度。
可选地,迭代模块,具体用于对各个导线测量点关于导线温度的方程分别进行迭代求解,若最后一次迭代计算结果与上一次迭代计算结果的差值小于预设的迭代精度时,判定方程迭代结束,将最后一次迭代计算结果作为目标导线温度,以获得各个导线测量点的目标导线温度。
可选地,装置还可以包括未图示的采集单元,用于在转换单元201根据移动载体的高度和架空输电线路上各个导线测量点的高度,将当前近地风速转换成各个导线测量点周围的高程风速之前,采集移动载体的行驶速度和航向偏角以及当前风速;并根据移动载体的行驶速度和航向偏角以及当前风速,计算得到当前近地风速。
可选地,导线属性数据至少包括导线吸热系数、导线直径、导线集肤效应系数、导线横截面积、导线电阻温度系数和导线电阻率;当前状态数据至少包括导线的运行电流、当前环境温度、当前太阳光照强度、高程风速的风向与导线之间的夹角;导线温度计算模型通过以下公式表示:
式中,π、λ、ε、σ、μf均为常数,As表示导线吸热系数,D表示导线直径,K表示导线集肤效应系数,S表示导线横截面积,αt表示导线电阻温度系数,ρ20表示导线电阻率,表示高程风速,I表示导线的运行电流,T0表示当前环境温度,Tw表示所求的导线温度,Es表示当前太阳光照强度,φ表示高程风速的风向与导线之间的夹角,0°<φ≤90°,其中,当0°<φ≤24°时,A=0.42,B=0.68,n=1.08;当24°<φ≤90°时,A=0.42,B=0.58,n=0.9。
本实施例提供一种架空输电线路的纵向等效温度获取装置,通过将近地风速转换成导线测量点周围的高程风速,以及根据不同导线测量点获取不同的导线属性数据和当前状态数据,输入至导线温度计算模型以获得各个导线测量点的目标导线温度,最后根据各个导线测量点的目标导线温度计算获得架空输电线路的纵向等效温度,进而可以能够更精确地计算出架空输电线路的纵向等效温度,为架空输电线路的弧垂状态评估提供有效的数据支撑。
实施例3
请参阅图3,图3是本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图。如图3所示,该电子设备包括:
存储有可执行程序代码的存储器301;
与存储器301耦合的处理器302;
其中,处理器302调用存储器301
中存储的可执行程序代码,执行上述各实施例中描述的架空输电线路的纵向等效温度获取方法。
需要说明的是,图3所示的电子设备还可以包括电源、输入按键、扬声器、麦克风、屏幕、RF电路、Wi-Fi模块、蓝牙模块、传感器等未显示的组件,本实施例不作赘述。还可以包括扬声器模组、摄像模组、显示屏、光投射模组、电池模组、无线通信模组(如移动通信模块、WIFI模块、蓝牙模块等)、传感器模组(如接近传感器、压力传感器等)、输入模组(如麦克风、按键)以及用户接口模组(如充电接口、对外供电接口、卡槽、有线耳机接口等)等未显示的部件。
本申请实施例公开一种计算机可读存储介质,其存储计算机程序,其中,该计算机程序使得计算机执行上述各实施例中描述的架空输电线路的纵向等效温度获取方法。
本申请实施例还公开一种计算机程序产品,其中,当计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行如以上各方法实施例中的方法的部分或全部步骤。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法,其特征在于,包括:
采集移动载体的行驶速度和航向偏角以及当前风速;
根据所述移动载体的行驶速度和航向偏角以及所述当前风速,计算得到近地风速;
根据移动载体的高度和所述架空输电线路上各个导线测量点的高度,将近地风速转换成各个所述导线测量点周围的高程风速;
获取各个所述导线测量点的导线属性数据和当前状态数据;所述导线属性数据至少包括导线吸热系数、导线直径、导线集肤效应系数、导线横截面积、导线电阻温度系数和导线电阻率;所述当前状态数据至少包括导线的运行电流、当前环境温度、当前太阳光照强度、高程风速的风向与导线之间的夹角;
将各个所述导线测量点的所述高程风速、所述导线属性数据和所述当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度;
所述导线温度计算模型通过以下公式表示:
式中,π、λ、ε、σ、μf均为常数,As表示所述导线吸热系数,D表示所述导线直径,K表示所述导线集肤效应系数,S表示所述导线横截面积,αt表示所述导线电阻温度系数,ρ20表示所述导线电阻率,表示所述高程风速,I表示所述导线的运行电流,T0表示所述当前环境温度,Tw表示所求的导线温度,Es表示所述当前太阳光照强度,φ表示所述高程风速的风向与导线之间的夹角,0°<φ≤90°,其中,当0°<φ≤24°时,A=0.42,B=0.68,n=1.08;当24°<φ≤90°时,A=0.42,B=0.58,n=0.9;
根据各个所述导线测量点的目标导线温度、所述导线测量点的总数以及每两个位置相邻的导线测量点之间的线路长度,计算获得所述架空输电线路的纵向等效温度。
2.根据权利要求1所述的一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法,其特征在于,所述将各个所述导线测量点的所述高程风速、所述导线属性数据和所述当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度,包括:
将各个所述导线测量点的所述高程风速、所述导线属性数据和所述当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个所述导线测量点关于导线温度的方程;
对各个所述导线测量点关于导线温度的方程进行迭代求解,将所述方程迭代结束时所得的方程解作为目标导线温度,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度。
3.根据权利要求2所述的一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法,其特征在于,所述对各个所述导线测量点关于导线温度的方程进行迭代求解,将所述方程迭代结束时所得的方程解作为目标导线温度,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度,包括:
对各个所述导线测量点关于导线温度的方程分别进行迭代求解;若最后一次迭代计算结果与上一次迭代计算结果的差值小于预设的迭代精度时,判定所述方程迭代结束;将所述最后一次迭代计算结果作为目标导线温度,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度。
4.一种架空输电线路的纵向等效温度获取装置,其特征在于,包括:
转换单元,用于采集移动载体的行驶速度和航向偏角以及当前风速;根据所述移动载体的行驶速度和航向偏角以及所述当前风速,计算得到近地风速;根据移动载体的高度和所述架空输电线路上各个导线测量点的高度,将近地风速转换成各个所述导线测量点周围的高程风速;
获取单元,用于获取各个所述导线测量点的导线属性数据和当前状态数据;所述导线属性数据至少包括导线吸热系数、导线直径、导线集肤效应系数、导线横截面积、导线电阻温度系数和导线电阻率;所述当前状态数据至少包括导线的运行电流、当前环境温度、当前太阳光照强度、高程风速的风向与导线之间的夹角;
第一计算单元,用于将各个所述导线测量点的所述高程风速、所述导线属性数据和所述当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度;所述导线温度计算模型通过以下公式表示:
式中,π、λ、ε、σ、μf均为常数,As表示所述导线吸热系数,D表示所述导线直径,K表示所述导线集肤效应系数,S表示所述导线横截面积,αt表示所述导线电阻温度系数,ρ20表示所述导线电阻率,表示所述高程风速,I表示所述导线的运行电流,T0表示所述当前环境温度,Tw表示所求的导线温度,Es表示所述当前太阳光照强度,φ表示所述高程风速的风向与导线之间的夹角,0°<φ≤90°,其中,当0°<φ≤24°时,A=0.42,B=0.68,n=1.08;当24°<φ≤90°时,A=0.42,B=0.58,n=0.9;
第二计算单元,用于根据各个所述导线测量点的目标导线温度、所述导线测量点的总数以及每两个位置相邻的导线测量点之间的线路长度,计算获得所述架空输电线路的纵向等效温度。
5.根据权利要求4所述的一种架空输电线路的纵向等效温度获取装置,其特征在于,所述第一计算单元包括:
输入模块,用于将各个所述导线测量点的所述高程风速、所述导线属性数据和所述当前状态数据输入至导线温度计算模型,以获得各个所述导线测量点关于导线温度的方程;
迭代模块,用于对各个所述导线测量点关于导线温度的方程进行迭代求解,将所述方程迭代结束时所得的方程解作为目标导线温度,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度。
6.根据权利要求5所述的一种架空输电线路的纵向等效温度获取装置,其特征在于:
所述迭代模块,具体用于对各个所述导线测量点关于导线温度的方程分别进行迭代求解;若最后一次迭代计算结果与上一次迭代计算结果的差值小于预设的迭代精度时,判定所述方程迭代结束;将所述最后一次迭代计算结果作为目标导线温度,以获得各个所述导线测量点的目标导线温度。
7.一种电子设备,其特征在于,包括:
存储有可执行程序代码的存储器;
与所述存储器耦合的处理器;
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,用于执行权利要求1至3任一项所述的一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储计算机程序,其中,所述计算机程序使得计算机执行权利要求1至3任一项所述的一种架空输电线路的纵向等效温度获取方法。
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