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

背景技術(shù)：

在我國(guó)電網(wǎng)，輸電線路塔線由于嚴(yán)重覆冰而造成巨大的災(zāi)害和損失的事件時(shí)有發(fā)生。最近30年來(lái)，極端雨雪冰凍天氣頻現(xiàn)，大面積冰災(zāi)事故在全國(guó)各地時(shí)有發(fā)生，繼1974～1976年全國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)生大面積冰災(zāi)事故后，1984年在全國(guó)范圍內(nèi)又發(fā)生了大面積冰災(zāi)事故，特別是1996年初，福建省35-220kV線路因覆冰導(dǎo)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(lái)最嚴(yán)重的冰災(zāi)，17條供電線路陷于癱瘓，影響生產(chǎn)和生活長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多月。2008年，一場(chǎng)國(guó)際上百年罕見(jiàn)的大面積覆冰影響了我國(guó)南方大部分地區(qū)的十幾個(gè)省。由于持續(xù)的雨雪冰凍天氣，導(dǎo)致輸電線路大面積覆冰，輸電鐵塔不堪重負(fù)倒塌斷線，電力設(shè)施遭到前所未有的破壞，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2月27日，低溫雨雪冰凍災(zāi)害造成南方電網(wǎng)10kV及以上線路7541條被迫停運(yùn)，35kV及以上變電站859座被迫停運(yùn)，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(zāi)害和損失，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)千億元。2011年，雨雪冰凍天氣襲擊我國(guó)南方部分地區(qū)，再次造成嚴(yán)重的覆冰倒塔事故，又一次的嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種精確度高、系統(tǒng)構(gòu)架簡(jiǎn)單，易于實(shí)施的輸電線路塔線體系覆冰預(yù)警系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的輸電線路塔線體系覆冰預(yù)警方法。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供了一種輸電線路塔線體系覆冰預(yù)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(yù)報(bào)信息和地形特點(diǎn)的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預(yù)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、

塔線體系在不同運(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性分析模塊、

塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)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(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性分析模塊

塔線體系在不同運(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性分析模塊連接塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，

基于氣象預(yù)報(bào)信息和地形特點(diǎn)的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預(yù)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)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(yù)警方法，其包括以下步驟：

依據(jù)塔桿結(jié)構(gòu)的大變形及非線性特性、塔桿、導(dǎo)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(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性分析模塊，塔線體系在不同運(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性分析模塊模擬塔桿在不同運(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性，定量分析得到塔線體系在冰風(fēng)載荷下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)并存入塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，供中央處理系統(tǒng)調(diào)取，

獲取基于地域氣候特點(diǎn)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(yù)報(bào)信息和地形特點(diǎn)的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預(yù)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中供中央處理系統(tǒng)調(diào)取，

中央處理系統(tǒng)從基于氣象預(yù)報(bào)信息和地形特點(diǎn)的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預(yù)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)模塊獲取的數(shù)據(jù)與塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，獲取在微地形微氣象下的塔線體系的應(yīng)力結(jié)構(gòu)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(nèi)塔桿、導(dǎo)線冰風(fēng)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(píng)估與預(yù)警系統(tǒng)，并進(jìn)行顯示。

本發(fā)明具有如下技術(shù)效果：

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

2.精確分析塔線體系在不同運(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性，定量分析得到塔線體系的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)，與精細(xì)化有限元塔線體系模型數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，獲得塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗冰能力分析和極限承載能力分析，實(shí)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(diǎn)的輸電線路塔線覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、塔線體系在冰風(fēng)載荷下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)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(jìn)行信息交互，開(kāi)發(fā)出了三維可視化的電網(wǎng)塔線體系抗冰預(yù)警系統(tǒng)。

4.依據(jù)本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可制定出科學(xué)詳盡有效的輸電塔線體系抗冰改造建議書(shū)；制定輸電線路覆冰災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(shí)施例提供的輸電線路塔線體系覆冰預(yù)警系統(tǒng)原理示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種輸電線路塔線體系覆冰預(yù)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(yù)報(bào)信息和地形特點(diǎn)的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預(yù)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、

塔線體系在不同運(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性分析模塊、

塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)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(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性分析模塊

塔線體系在不同運(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性分析模塊連接塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，

基于氣象預(yù)報(bào)信息和地形特點(diǎn)的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預(yù)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)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(yù)警方法，其包括以下步驟：

依據(jù)塔桿結(jié)構(gòu)的大變形及非線性特性、塔桿、導(dǎo)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(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性分析模塊，塔線體系在不同運(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性分析模塊模擬塔桿在不同運(yùn)行工況下靜態(tài)及動(dòng)態(tài)受力特性，定量分析得到塔線體系在冰風(fēng)載荷下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)并存入塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，供中央處理系統(tǒng)調(diào)取，

獲取基于地域氣候特點(diǎn)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(yù)報(bào)信息和地形特點(diǎn)的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預(yù)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中供中央處理系統(tǒng)調(diào)取，

中央處理系統(tǒng)從基于氣象預(yù)報(bào)信息和地形特點(diǎn)的輸電線路覆冰分布規(guī)律與覆冰量的預(yù)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)模塊獲取的數(shù)據(jù)與塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，獲取在微地形微氣象下的塔線體系的應(yīng)力結(jié)構(gòu)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(nèi)塔桿、導(dǎo)線冰風(fēng)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(píng)估與預(yù)警系統(tǒng)，并進(jìn)行顯示。

根據(jù)塔線體系在冰風(fēng)荷載下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)狀態(tài)方程數(shù)據(jù)庫(kù)，制定出詳盡的輸電塔線體系抗冰改造建議書(shū)；同時(shí)結(jié)合輸電塔線體系預(yù)警系統(tǒng)，利用最優(yōu)化技術(shù)制定輸電線路覆冰災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案。

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

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)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(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。