1.一种输电塔线体系风致响应影响与安全评估方法,其特征在于,包括:
确定需要评估的输电塔线体系,获取导地线参数、输电塔线体系运行数据和环境气象数据;
根据导地线参数,建立导地线温度预测模型;
所述导地线温度预测模型根据导地线的静态热平衡方程确定,所述导地线的静态热平衡方程为:2
qc+qr=qs+IR(Tavg)
式中,qc为单位长度对流热损失率,qr为单位长度辐射热损失率,qs为太阳得热率,I为导体电流,R(Tavg)为导体在该温度下的交流电阻;
2
当导地线参数和电流输送功率确定后,导地线的静态热平衡方程的I R(Tavg)项可被认为是定值,导地线的静态热平衡方程的qc和qs项,只受导地线温度Ts影响;
基于输电塔线体系运行数据和环境气象数据,采用导地线温度预测模型,得到导地线温度,以此构建数据库;
基于数据库,对导地线‑绝缘子模型和输电塔线体系有限元模型进行分析,确定导地线温度变化对风荷载下输电塔线体系安全性的影响规律,计算输电塔线体系在不同导地线温度和风速工况下的失效概率,建立不同温度下的输电塔线体系易损性曲线;根据不同温度下的输电塔线体系易损性曲线,计算输电塔线体系的损伤状态超越概率;
所述对导地线‑绝缘子模型和输电塔线体系有限元模型进行分析的过程包括:确定导地线温度变化引起的导地线弧垂和应力变化规律,计算不同导地线温度下,导地线‑绝缘子模型的模态信息和输电塔线体系有限元模型的模态信息,并进行比较分析,得到不同导地线温度下导地线和输电塔线体系在风荷载作用下的响应、极限承载能力和破坏特征,明确温度变化对风荷载下输电塔线体系安全性的影响规律;
基于输电塔线体系的损伤状态超越概率,计算考虑风速和预测温度联合分布概率的损伤状态超越概率,在联合分布概率的损伤状态超越概率达到设定的阈值时,对风致输电塔线体系的安全性进行分析;
所述对风致输电塔线体系的安全性进行分析的过程包括:根据数据库中风速与导地线温度的分布特征,分别建立风速边缘分布概率模型和温度边缘分布概率模型,构建风速边缘分布概率模型的联合分布模型和温度边缘分布概率模型的联合分布模型,计算风速与导地线温度的联合分布概率;将风速与导地线温度的联合分布概率乘以对应输电塔线体系易损性曲线的损伤状态超越概率,形成风速和温度共同影响下的输电塔线体系破坏概率曲面;
所述构建风速边缘分布概率模型的联合分布模型和温度边缘分布概率模型的联合分布模型的过程包括:采用Copula函数构建风速边缘分布概率模型的联合分布模型和温度边缘分布概率模型的联合分布模型。
2.根据权利要求1所述的输电塔线体系风致响应影响与安全评估方法,其特征在于,所述不同温度下的输电塔线体系易损性曲线为:FR(IMo)=P(EDP≥DSi|IM=IMo)
式中,FR(IMo)为结构性能状态达到或超过某一临界值的概率,EDP为结构需求参数,DSi为结构第i个损伤状态,IM为风荷载强度指标。
3.根据权利要求1所述的输电塔线体系风致响应影响与安全评估方法,其特征在于,考虑风速和预测温度联合分布概率的模型为:采用Copula函数建立风速与导地线温度间的联合分布模型,所采用函数如下:f(x,y)=c(u,v)·f(x)·g(y)
式中, 为二维Copula函数的密度函数, 和
分别为风速和导地线温度的概率密度函数。
4.一种输电塔线体系风致响应影响与安全评估系统,其特征在于,包括:
数据获取模块,其被配置为:确定需要评估的输电塔线体系,获取导地线参数、输电塔线体系运行数据和环境气象数据;
模型构建模块,其被配置为:根据导地线参数,建立导地线温度预测模型;
所述导地线温度预测模型根据导地线的静态热平衡方程确定,所述导地线的静态热平衡方程为:2
qc+qr=qs+IR(Tavg)
式中,qc为单位长度对流热损失率,qr为单位长度辐射热损失率,qs为太阳得热率,I为导体电流,R(Tavg)为导体在该温度下的交流电阻;
2
当导地线参数和电流输送功率确定后,导地线的静态热平衡方程的I R(Tavg)项可被认为是定值,导地线的静态热平衡方程的qc和qs项,只受导地线温度Ts影响;
数据库构建模块,其被配置为:基于输电塔线体系运行数据和环境气象数据,采用导地线温度预测模型,得到导地线温度,以此构建数据库;
风致响应影响分析模块,其被配置为:基于数据库,对导地线‑绝缘子模型和输电塔线体系有限元模型进行分析,确定导地线温度变化对风荷载下输电塔线体系安全性的影响规律,计算输电塔线体系在不同导地线温度和风速工况下的失效概率,建立不同温度下的输电塔线体系易损性曲线;根据不同温度下的输电塔线体系易损性曲线,计算输电塔线体系的损伤状态超越概率;
所述对导地线‑绝缘子模型和输电塔线体系有限元模型进行分析的过程包括:确定导地线温度变化引起的导地线弧垂和应力变化规律,计算不同导地线温度下,导地线‑绝缘子模型的模态信息和输电塔线体系有限元模型的模态信息,并进行比较分析,得到不同导地线温度下导地线和输电塔线体系在风荷载作用下的响应、极限承载能力和破坏特征,明确温度变化对风荷载下输电塔线体系安全性的影响规律;
安全分析模块,其被配置为:基于输电塔线体系的损伤状态超越概率,计算考虑风速和预测温度联合分布概率的损伤状态超越概率,在联合分布概率的损伤状态超越概率达到设定的阈值时,对风致输电塔线体系的安全性进行分析;
所述对风致输电塔线体系的安全性进行分析的过程包括:根据数据库中风速与导地线温度的分布特征,分别建立风速边缘分布概率模型和温度边缘分布概率模型,构建风速边缘分布概率模型的联合分布模型和温度边缘分布概率模型的联合分布模型,计算风速与导地线温度的联合分布概率;将风速与导地线温度的联合分布概率乘以对应输电塔线体系易损性曲线的损伤状态超越概率,形成风速和温度共同影响下的输电塔线体系破坏概率曲面;
所述构建风速边缘分布概率模型的联合分布模型和温度边缘分布概率模型的联合分布模型的过程包括:采用Copula函数构建风速边缘分布概率模型的联合分布模型和温度边缘分布概率模型的联合分布模型。
5.一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,该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑3中任一项所述的输电塔线体系风致响应影响与安全评估方法中的步骤。
6.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑3中任一项所述的输电塔线体系风致响应影响与安全评估方法中的步骤。