阅读说明：本技术 一种架空输电线的等效风速测量方法及相关装置 (Equivalent wind speed measuring method of overhead transmission line and related device ) 是由 廖建东 廖如超 李敏 李雄刚 张英 刘平原 陈义龙 李国强 陈赟 于 2020-08-18 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种架空输电线的等效风速测量方法及相关装置,其中方法包括：获取多个测试点的实时环境数据和对地高度值,各测试点位于两杆塔之间的架空输电线上；基于预置风速计算公式,根据实时环境数据,计算各测试点的风速值；基于预置高程风速计算公式,根据各测试点的风速值和对地高度值,计算各测试点对应的预置高度风速值；将第一距离和两杆塔的水平距离的比值,作为测试点风速值的权重,从而得到各测试点风速值的权重；基于预置等效风速计算公式,根据各个测试点的预置高度风速值和风速值的权重,计算得到架空输电线的等效风速值。解决了现有技术无法根据准确的等效风速值计算架空输电线的载流量的技术问题。(The application discloses an equivalent wind speed measuring method and a related device for an overhead transmission line, wherein the method comprises the following steps: acquiring real-time environment data and ground height values of a plurality of test points, wherein each test point is positioned on an overhead transmission line between two towers; calculating the wind speed value of each test point according to the real-time environment data based on a preset wind speed calculation formula; based on a preset elevation wind speed calculation formula, calculating a preset elevation wind speed value corresponding to each test point according to the wind speed value and the ground height value of each test point; taking the ratio of the first distance to the horizontal distance between the two towers as the weight of the wind speed values of the test points, thereby obtaining the weight of the wind speed value of each test point; and calculating to obtain the equivalent wind speed value of the overhead transmission line according to the preset height wind speed value and the weight of the wind speed value of each test point based on a preset equivalent wind speed calculation formula. The technical problem that the current-carrying capacity of the overhead transmission line cannot be calculated according to the accurate equivalent wind speed value in the prior art is solved.)

一种架空输电线的等效风速测量方法及相关装置

技术领域

本申请涉及电力运维技术领域，尤其涉及一种架空输电线的等效风速测量方法及相关装置。

背景技术

随着我国经济总量的不断提高，用电量日益增加，除了大力开展电力建设之外，提高现有架空输电线的载流量，对于缓解电网供电压力也是非常重要的。架空输电线的载流量的大小与其本身的温度有着直接的关系，并且输电线路周围的空气流动对架空输电线的散热有非常好的加强作用，从而可以提高架空输电线的载流量，而风速决定了空气流动的快慢，若需要计算架空输电线的载流量，需要知道架空输电线的风速，由于架空输电线上的每一点风速是不同的，通常的做法是确定两塔杆之间的架空输电线的等效风速值，计算架空输电线的载流量大小。然而，由于风速具有瞬时性和不可预测性，所以在确定等效风速值时是非常困难的。

现有技术通常将等效风速值设定为0.5m/s，计算架空输电线的载流量，但是在架空输电线实际的运行状态中，由于实际的等效风速值往往不为0.5m/s，导致现有技术无法根据准确的等效风速值计算架空输电线的载流量。

发明内容

本申请实施例提供了一种架空输电线的等效风速测量方法及相关装置，用于解决现有技术无法根据准确的等效风速值计算架空输电线的载流量的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种架空输电线的等效风速测量方法，所述方法包括：

获取位于架空输电线上的多个测试点各自对应的实时环境数据和对地高度值，其中，多个所述测试点沿所述架空输电线的延伸方向分布；

基于预置风速计算公式，根据所述实时环境数据，计算各所述测试点的风速值；

基于预置高程风速计算公式，根据各所述测试点的所述风速值和所述对地高度值，计算各所述测试点对应的预置高度风速值；

根据各所述测试点对应的第一距离和所述架空输电线的水平长度，计算各所述测试点的风速值权重，其中，所述第一距离为所述测试点和相邻测试点之间的距离；

基于预置等效风速计算公式，根据各个所述测试点的预置高度风速值和风速值的权重，计算得到两杆塔之间的所述架空输电线的等效风速值。

可选地，所述获取多个测试点的实时环境数据和对地高度值包括：通过多参数环境传感器采集多个所述测试点的实时环境数据；

可选地，所述实时环境数据包括：风向、环境温度、所述架空输电线的温度和运行电流。

基于所述架空输电线的激光点云数据模型，获取多个所述测试点的对地高度值。

可选地，所述预置风速计算公式为：

式中，v_w为所述测试点风速值，μ_f为空气的运动黏度系数，q_j为所述架空输电线单位长度中交流电阻的焦耳热增益，q_s为所述架空输电线单位长度中的太阳能热增益，q_r为单位长度的所述架空输电线与周围环境的对流散热，mc_p为钢芯铝绞线单位长度比热容与质量的乘积，为单位时间内所述架空输电线温度的变化，λ为空气的导热系数，T_c为所述架空输电线的温度，T_a为所述架空输电线的环境温度，D为所述架空输电线的直径，φ为风向与所述架空输电线之间的夹角，A、B和n均为系数。

可选地，所述预置高程风速计算公式为：

式中，V_i为所述测试点对应的预置高度风速值，Z_i为所述测试点对应的预置高度，Z_w为所述测试点的高度，a为所述测试点对应的地面粗糙度系数。

可选地，所述预置等效风速计算公式为：

式中，为两杆塔之间的所述架空输电线的等效风速值，W_i为所述测试点风速值的权重。

本申请第二方面提供一种架空输电线的等效风速测量，所述装置包括：

采集单元，用于获取位于架空输电线上的多个测试点各自对应的实时环境数据和对地高度值，其中，多个所述测试点沿所述架空输电线的延伸方向分布；

第一计算单元，用于基于预置风速计算公式，根据所述实时环境数据，计算各所述测试点的风速值；

第二计算单元，用于基于预置高程风速计算公式，根据各所述测试点的所述风速值和所述对地高度值，计算各所述测试点对应的预置高度风速值；

第三计算单元，用于根据各所述测试点对应的第一距离和所述架空输电线的水平长度，计算各所述测试点的风速值权重，其中，所述第一距离为所述测试点和相邻测试点之间的距离；

第四计算单元，用于基于预置等效风速计算公式，根据各个所述测试点的预置高度风速值和风速值的权重，计算得到所述架空输电线的等效风速值。

可选地，所述采集单元具体包括：

第一采集子单元，用于通过多参数环境传感器采集多个所述测试点的实时环境数据；

第二采集子单元，用于基于所述架空输电线的激光点云数据模型，获取多个所述测试点的对地高度值。

本申请第三方面提供一种架空输电线的等效风速测量设备，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的架空输电线的等效风速测量方法。

本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中，提供了一种架空输电线的等效风速测量方法，包括：获取多个测试点的实时环境数据和对地高度值，各测试点位于两杆塔之间的架空输电线上；基于预置风速计算公式，根据实时环境数据，计算各测试点的风速值；基于预置高程风速计算公式，根据各测试点的风速值和对地高度值，计算各测试点对应的预置高度风速值；将第一距离和两杆塔的水平距离的比值，作为测试点风速值的权重，从而得到各测试点风速值的权重，第一距离为测试点与该测试点的相邻测试点的水平距离；基于预置等效风速计算公式，根据各个测试点的预置高度风速值和风速值的权重，计算得到架空输电线的等效风速值。

本申请提供的架空输电线的等效风速测量方法，首先在两杆塔之间的架空输电线设置多个测试点，通过获取多个测试点的实时环境数据以及测试点的对地高度值，并根据多个测试点的实时环境数据，计算得到多个测试点对应的实时风速值，由于各测试点的实时风速值代表架空输电线上各点的空气流动情况，因此根据两杆塔之间的多个测试点实时风速值，计算得到的两杆塔之间架空输电线的等效风速值更有代表性；由于架空输电线上的各个测试点距离地面的高度不同，考虑到同一高度的测试点风速值更能代表等效风速值，因此需要获取多个测试点在同一高度的风速值；同时考虑到测试点的环境因素，如测试点与测试点的距离以及测试点对应地面的粗糙程度等，需要计算各个测试点在同一高度风速值的权重，最后，根据各个测试点的权重以及在同一高度风速值，通过加权平均数的算法计算得到两杆塔之间的架空输电线实时的等效风速值。解决了现有技术无法根据准确的等效风速值计算架空输电线的载流量的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种架空输电线的等效风速测量方法的一个流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种架空输电线的等效风速测量方法的另一个流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种架空输电线的等效风速测量装置的一个结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种架空输电线的等效风速测量方法及相关装置，解决了现有技术无法获取架空输电线实时、准确的等效风速，从而不能准确地计算架空输电线的载流量的技术问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本申请实施例中一种架空输电线的等效风速测量方法的实施例一流程示意图。

本实施例中的一种架空输电线的等效风速测量方法，包括：

步骤101、获取位于架空输电线上的多个测试点各自对应的实时环境数据和对地高度值，其中，多个测试点沿架空输电线的延伸方向分布。

可以理解的是，在两个杆塔之间的架空输电线上设置多个测试点，用于对各个测试点对应的实时环境数据进行采集，并获取各个测试点对应的对地高度值，需要说明的是，对地高度值也就是从架空输电线上的测试点到地面的垂直高度。

步骤102、基于预置风速计算公式，根据各测试点的实时环境数据，计算各测试点的风速值。

将各个测试点的实时环境数据代入到预置风速计算公式中，计算得到各个测试点对应的风速值。

步骤103、基于预置高程风速计算公式，根据各测试点的风速值和对地高度值，计算各测试点对应的预置高度风速值。

需要说明的是，由于架空输电线自身重力的影响，架空输电线通常都会有一定的弧度，所以在架空输电线的各个测试点的对地高度值都不一样，为了保证计算得到的等效风速值更能代表两杆塔之间架空输电线的风速值，需要将各个测试点的风速值换算成在同一高度上，各个测试点所对应的风速值。因此，根据各个测试点对应的风速值以及对地高度值代入到预置高程风速计算公式中，得到各个测试点在同一高度所对应的风速值。

步骤104、根据各测试点对应的第一距离和架空输电线的水平长度，计算各测试点的风速值权重，其中，第一距离为测试点和相邻测试点之间的距离。

考虑到架空输电线上各个测试点所对应的环境不同，因此需要获取各个测试点风速值的权重，需要说明的是，架空输电线的水平长度也即两杆塔的水平距离，将测试点与其相邻测试点的水平距离与两杆塔的水平距离的比值，作为该测试点的风速值的权重，通过计算个试点的风速值的权重从而得到各个测试点风速值的权重；例如第一杆塔和第二杆塔之间的架空输电线依次有A、B、C三个测试点，如果要获得测试点A风速值的权重，那么需要获得测试点A与测试点B的水平距离a，计算水平距离a与第一杆塔与第二杆塔之间的水平距离的比值，得到测试点A的风速值权重。

步骤105、基于预置等效风速计算公式，根据各个测试点的预置高度风速值和风速值的权重，计算得到架空输电线的等效风速值。

可以理解的是，将各个测试点的在同一高度的对应的风速值以及权重代入到预置等效风速计算公式中，计算得到两杆塔之间的架空输电线的等效风速值。

本申请提供的架空输电线的等效风速测量方法，首先在两杆塔之间的架空输电线设置多个测试点，通过获取多个测试点的实时环境数据以及测试点的对地高度值，并根据多个测试点的实时环境数据，计算得到多个测试点对应的实时风速值，由于各测试点的实时风速值代表架空输电线上各点的空气流动情况，因此根据两杆塔之间的多个测试点实时风速值，计算得到的两杆塔之间架空输电线的等效风速值更有代表性；由于架空输电线上的各个测试点距离地面的高度不同，考虑到同一高度的测试点风速值更能代表等效风速值，因此需要获取多个测试点在同一高度的风速值；同时考虑到测试点的环境因素，如测试点与测试点的距离以及测试点对应地面的粗糙程度等，需要计算各个测试点在同一高度风速值的权重，最后，根据各个测试点的权重以及在同一高度风速值，通过加权平均数的算法计算得到两杆塔之间的架空输电线实时的等效风速值。解决了现有技术无法根据准确的等效风速值计算架空输电线的载流量的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种架空输电线的等效风速测量方法的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种架空输电线的等效风速测量方法的实施例二。

请参阅图2，本申请实施例中一种架空输电线的等效风速测量方法的实施例二流程示意图。

步骤201、通过多参数环境传感器采集多个测试点的风向、环境温度、架空输电线的温度和运行电流。

可以理解的是，在两个杆塔之间的架空输电线上设置多个测试点，用于对各个测试点对应的风向、环境温度、架空输电线的温度和运行电流进行采集。

步骤202、基于架空输电线的激光点云数据模型，获取多个测试点的对地高度值。

需要说明的是，在建设架空输电线的工程时，通过激光扫描架空输电线获取需要的数据信息并保存，在相关的软件中根据激光扫描得到的数据信息建立激光点云数据模型，根据已建立的激光点云数据模型得到各个测试点对地高度值；对地高度值也就是从架空输电线上的测试点到地面的垂直高度。

步骤203、基于预置风速计算公式，根据风向、环境温度、架空输电线的温度和运行电流，计算各测试点的风速值。

将各个测试点对应的风向、环境温度、架空输电线的温度和运行电流代入到预置风速计算公式，计算得到各个测试点所对应的风速值。

预置风速计算公式为：

式中，v_w为测试点风速值，μ_f为空气的运动黏度系数，q_j为架空输电线单位长度中交流电阻的焦耳热增益，q_s为架空输电线单位长度中的太阳能热增益，q_r为单位长度的架空输电线与周围环境的对流散热，mc_p为钢芯铝绞线单位长度比热容与质量的乘积，为单位时间内架空输电线温度的变化，λ为空气的导热系数，T_c为架空输电线的温度，T_a为架空输电线的环境温度，D为架空输电线的直径，φ为风向与架空输电线之间的夹角，当0°＜φ≤24°，A＝0.42，B＝0.68，n＝1.08，当24°＜φ≤90°，A＝0.42，B＝0.58，n＝0.9。

步骤204、基于预置高程风速计算公式，根据各测试点的风速值和对地高度值，计算各测试点对应的预置高度风速值。

步骤204与实施例一的步骤103的描述相同，在此不再赘述，其中预置高程风速计算公式为：

式中，V_i为测试点对应的预置高度风速值，Z_i为测试点对应的预置高度，Z_w为测试点的高度，a为测试点对应的地面粗糙度系数。

步骤205、根据各测试点对应的第一距离和架空输电线的水平长度，计算各测试点的风速值权重，其中，第一距离为测试点和相邻测试点之间的距离。

步骤205与实施例一的步骤104的描述相同，在此不再赘述。

步骤206、基于预置等效风速计算公式，根据各个测试点的预置高度风速值和风速值的权重，计算得到架空输电线的等效风速值。

步骤206与实施例一的步骤105的描述相同，在此不再赘述，其中预置等效风速计算公式为：

式中，为两杆塔之间的架空输电线的等效风速值，W_i为测试点风速值的权重。

本申请提供的架空输电线的等效风速测量方法，首先在两杆塔之间的架空输电线设置多个测试点，通过获取多个测试点对应的风向、环境温度、架空输电线的温度和运行电流以及测试点的对地高度值，并根据多个测试点的对应的风向、环境温度、架空输电线的温度和运行电流，由于各测试点的实时风速值代表架空输电线上各点的空气流动情况，因此根据两杆塔之间的多个测试点实时风速值，计算得到的两杆塔之间架空输电线的等效风速值更有代表性；由于架空输电线上的各个测试点距离地面的高度不同，考虑到同一高度的测试点风速值更能代表等效风速值，因此需要获取多个测试点在同一高度的风速值；同时考虑到测试点的环境因素，如测试点与测试点的距离以及测试点对应地面的粗糙程度等，需要计算各个测试点在同一高度风速值的权重，最后，根据各个测试点的权重以及在同一高度风速值，通过加权平均数的算法计算得到两杆塔之间的架空输电线实时的等效风速。解决了现有技术无法获取架空输电线实时、准确的等效风速，从而不能准确地计算架空输电线的载流量的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种架空输电线的等效风速测量方法的实施例二，以下为本申请实施例提供的一种架空输电线的等效风速测量装置的实施例，请参阅图3。

采集单元301，用于获取位于架空输电线上的多个测试点各自对应的实时环境数据和对地高度值，其中，多个测试点沿架空输电线的延伸方向分布；

第一计算单元302，用于基于预置风速计算公式，根据实时环境数据，计算测试点的风速值；

第二计算单元303，用于基于预置高程风速计算公式，根据风速值和对地高度值，计算测试点对应的预置高度风速值；

第三计算单元304，用于根据各测试点对应的第一距离和架空输电线的水平长度，计算各测试点的风速值权重，其中，第一距离为测试点和相邻测试点之间的距离；

第四计算单元305，基于预置等效风速计算公式，根据各个测试点的预置高度风速值和风速值的权重，计算得到两杆塔之间的架空输电线的等效风速值。

可选地，采集单元具体包括：

第一采集子单元3011，用于通过多参数环境传感器采集多个测试点的实时环境数据；

第二采集子单元3012，用于基于架空输电线的激光点云数据模型，获取多个测试点的对地高度值。

本申请提供的架空输电线的等效风速测量装置，首先在两杆塔之间的架空输电线设置多个测试点，通过获取多个测试点的实时环境数据以及测试点的对地高度值，并根据多个测试点的实时环境数据，计算得到多个测试点对应的实时风速值，由于各测试点的实时风速值代表架空输电线上各点的空气流动情况，因此根据两杆塔之间的多个测试点实时风速值，计算得到的两杆塔之间架空输电线的等效风速值更有代表性；由于架空输电线上的各个测试点距离地面的高度不同，考虑到同一高度的个测试点风速值更能代表等效风速值，因此需要获取多个测试点在同一高度的风速值；同时考虑到测试点的环境因素，如测试点与测试点的距离以及测试点对应地面的粗糙程度等，需要计算各个测试点在同一高度风速值的权重，最后，根据各个测试点的权重以及在同一高度风速值，通过加权平均数的算法计算得到两杆塔之间的架空输电线实时的等效风速值。解决了现有技术无法根据准确的等效风速值计算架空输电线的载流量的技术问题。

本申请实施例还提供了一种架空输电线的等效风速测量设备，设备包括处理器以及存储器；存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；处理器用于根据程序代码中的指令执行实施例一或实施例二的架空输电线的等效风速测量方法

本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行实施例一或实施例二的架空输电线的等效风速测量方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。