本發(fā)明是一種輸電線路覆冰預警一體化應用系統(tǒng)，屬于輸電線路覆冰預警系統(tǒng)及方法的創(chuàng)新技術。

背景技術：

在我國電網(wǎng)，輸電線路塔線由于嚴重覆冰而造成巨大的災害和損失的事件時有發(fā)生。最近30年來，極端雨雪冰凍天氣頻現(xiàn)，大面積冰災事故在全國各地時有發(fā)生，繼1974～1976年全國電力系統(tǒng)發(fā)生大面積冰災事故后，1984年在全國范圍內又發(fā)生了大面積冰災事故，特別是1996年初，福建省35-220kV線路因覆冰導致倒桿斷線200多處。2005年春節(jié)期間，在湖南、湖北以及重慶地區(qū)，由于連續(xù)大范圍雨雪天氣，出現(xiàn)了50年來最嚴重的冰災，17條供電線路陷于癱瘓，影響生產(chǎn)和生活長達一個多月。2008年，一場國際上百年罕見的大面積覆冰影響了我國南方大部分地區(qū)的十幾個省。由于持續(xù)的雨雪冰凍天氣，導致輸電線路大面積覆冰，輸電鐵塔不堪重負倒塌斷線，電力設施遭到前所未有的破壞，據(jù)統(tǒng)計，截至2月27日，低溫雨雪冰凍災害造成南方電網(wǎng)10kV及以上線路7541條被迫停運，35kV及以上變電站859座被迫停運，10kV及以上線路倒桿倒塔及損壞126247基，供電線路大范圍中斷，給人民的生產(chǎn)生活造成了巨大的災害和損失，直接經(jīng)濟損失超過千億元。2011年，雨雪冰凍天氣襲擊我國南方部分地區(qū)，再次造成嚴重的覆冰倒塔事故，又一次的嚴重影響了電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定運行。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對現(xiàn)有技術的不足提供一種精確度高、系統(tǒng)構架簡單，易于實施的輸電線路塔線體系覆冰預警系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的輸電線路塔線體系覆冰預警方法。

本發(fā)明提供的技術方案是：

本發(fā)明提供了一種輸電線路塔線體系覆冰預警系統(tǒng)，其包括：

微地形、微氣象下輸電線路塔線體系有限元分析模塊、

基于氣象預報信息和地形特點的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預測模型數(shù)據(jù)庫模塊、

塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性分析模塊、

塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫模塊、

輸電線路所屬區(qū)域的地理信息系統(tǒng)、

中央處理系統(tǒng)；

微地形、微氣象下輸電線路塔線體系有限元分析模塊連接塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性分析模塊

塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性分析模塊連接塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫模塊，

基于氣象預報信息和地形特點的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預測模型數(shù)據(jù)庫模塊、塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫模塊分別連接中央處理系統(tǒng)，

輸電線路所屬區(qū)域的地理信息系統(tǒng)與中央處理系統(tǒng)連接。

具體的，中央處理系統(tǒng)連接顯示打印終端。

本發(fā)明還提供了一種輸電線路塔線體系覆冰預警方法，其包括以下步驟：

依據(jù)塔桿結構的大變形及非線性特性、塔桿、導線及地線的耦合作用，建立微地形、微氣象下輸電線路塔線體系有限元分析模型經(jīng)微地形、微氣象下輸電線路塔線體系有限元分析模塊分析后，將分析后的數(shù)據(jù)傳輸給塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性分析模塊，塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性分析模塊模擬塔桿在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性，定量分析得到塔線體系在冰風載荷下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫并存入塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫模塊，供中央處理系統(tǒng)調取，

獲取基于地域氣候特點的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的數(shù)據(jù)存入基于氣象預報信息和地形特點的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預測模型數(shù)據(jù)庫模塊中供中央處理系統(tǒng)調取，

中央處理系統(tǒng)從基于氣象預報信息和地形特點的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預測模型數(shù)據(jù)庫模塊獲取的數(shù)據(jù)與塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比對分析，獲取在微地形微氣象下的塔線體系的應力結構狀態(tài)數(shù)據(jù)，

中央處理系統(tǒng)依據(jù)輸電線路所屬區(qū)域的地理信息系統(tǒng)，確定輸電線路所屬區(qū)域內塔桿、導線冰風荷載信息及地理信息，生成基于地理信息的三維輸電線路塔線體系抗冰能力評估與預警系統(tǒng)，并進行顯示。

本發(fā)明具有如下技術效果：

1、通過輸電塔線體系精細化有限元建模系統(tǒng)，實現(xiàn)方便快捷高效建立精細化有限元塔線體系模型數(shù)據(jù)庫；

2.精確分析塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性，定量分析得到塔線體系的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)，與精細化有限元塔線體系模型數(shù)據(jù)進行比對分析，獲得塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)，可進行結構抗冰能力分析和極限承載能力分析，實現(xiàn)輸電塔線體系極限承載能力分析，定位輸電線路抗冰能力薄弱的環(huán)節(jié)；

3.建立基于地域氣候特點的輸電線路塔線覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預測數(shù)據(jù)、塔線體系在冰風載荷下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)，與輸電線路所屬區(qū)域的地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行信息交互，開發(fā)出了三維可視化的電網(wǎng)塔線體系抗冰預警系統(tǒng)。

4.依據(jù)本發(fā)明提供的技術方案，可制定出科學詳盡有效的輸電塔線體系抗冰改造建議書；制定輸電線路覆冰災害應急預案。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的輸電線路塔線體系覆冰預警系統(tǒng)原理示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種輸電線路塔線體系覆冰預警系統(tǒng)，其包括：

微地形、微氣象下輸電線路塔線體系有限元分析模塊、

基于氣象預報信息和地形特點的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預測模型數(shù)據(jù)庫模塊、

塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性分析模塊、

塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫模塊、

輸電線路所屬區(qū)域的地理信息系統(tǒng)、

中央處理系統(tǒng)；

微地形、微氣象下輸電線路塔線體系有限元分析模塊連接塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性分析模塊

塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性分析模塊連接塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫模塊，

基于氣象預報信息和地形特點的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預測模型數(shù)據(jù)庫模塊、塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫模塊分別連接中央處理系統(tǒng)，

輸電線路所屬區(qū)域的地理信息系統(tǒng)與中央處理系統(tǒng)連接。

中央處理系統(tǒng)連接顯示打印終端。

一種輸電線路塔線體系覆冰預警方法，其包括以下步驟：

依據(jù)塔桿結構的大變形及非線性特性、塔桿、導線及地線的耦合作用，建立微地形、微氣象下輸電線路塔線體系有限元分析模型經(jīng)微地形、微氣象下輸電線路塔線體系有限元分析模塊分析后，將分析后的數(shù)據(jù)傳輸給塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性分析模塊，塔線體系在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性分析模塊模擬塔桿在不同運行工況下靜態(tài)及動態(tài)受力特性，定量分析得到塔線體系在冰風載荷下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫并存入塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫模塊，供中央處理系統(tǒng)調取，

獲取基于地域氣候特點的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的數(shù)據(jù)存入基于氣象預報信息和地形特點的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預測模型數(shù)據(jù)庫模塊中供中央處理系統(tǒng)調取，

中央處理系統(tǒng)從基于氣象預報信息和地形特點的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預測模型數(shù)據(jù)庫模塊獲取的數(shù)據(jù)與塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比對分析，獲取在微地形微氣象下的塔線體系的應力結構狀態(tài)數(shù)據(jù)，

中央處理系統(tǒng)依據(jù)輸電線路所屬區(qū)域的地理信息系統(tǒng)，確定輸電線路所屬區(qū)域內塔桿、導線冰風荷載信息及地理信息，生成基于地理信息的三維輸電線路塔線體系抗冰能力評估與預警系統(tǒng)，并進行顯示。

根據(jù)塔線體系在冰風荷載下的應力結構狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫，制定出詳盡的輸電塔線體系抗冰改造建議書；同時結合輸電塔線體系預警系統(tǒng)，利用最優(yōu)化技術制定輸電線路覆冰災害應急預案。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。