【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及輸電導線彎曲應力預測領域，尤其涉及一種彎曲應力預測模型構建方法、系統和彎曲應力預測方法。
技術介紹
1、輸電導線通常由多根金屬鉸絲合成，具備良好的導電性和機械強度。在特定條件下，如風力、冰雪負荷等，輸電導線會發生彎曲，導致彎曲應力的產生，而輸電導線在出現嚴重的彎曲變形時，可能會導致絕緣損傷，從而影響電網系統的運行穩定性和安全性。
2、現有用于評估輸電導線彎曲應力的主要方法是poffenberger-swart(p-s)公式。上述評估方法雖然能夠在一定程度上預測輸電導線的彎曲應力，但仍存在以下不足：(1)p-s公式中的彎曲剛度ei和張力t等關鍵參數通常被簡化為常數，未考慮其隨導線受力狀態、環境條件等因素的變化，導致計算結果的準確性和適用性受限；(2)現有方法大多基于理想化的導線模型，忽略了絞絲間的摩擦、滑移等復雜非線性行為對導線彎曲剛度的影響，無法準確描述導線在不同工況下的受力特性；(3)由于缺乏與實測數據的有效融合，現有模型的參數選取和校準往往依賴于經驗或試錯，難以客觀反映導線的實際性能，預測結果的可靠性難以保證。
技術實現思路
1、本專利技術實施例提供一種彎曲應力預測模型構建方法、系統和彎曲應力預測方法，基于實測數據高效地探索參數后驗分布，實現模型參數的概率估計和不確定性量化，并提升模型預測結果與輸電導線實際性能的貼合度。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術實施例提供了一種彎曲應力預測模型構建方法，包括：
3、在線夾的第一預設位
4、利用所述位移傳感器，測量輸電導線在每個參數組合作用下產生的彎曲位移，并利用所述應變片，測量輸電導線在每個參數組合作用下產生的應變；其中，所述參數組合包括輸電導線的軸向張力和振動頻率；
5、通過mcmc算法，結合輸電導線在每個參數組合作用下產生的彎曲位移和應變，對預先構建的輸電導線彎曲應力計算模型進行貝葉斯校準，并將完成貝葉斯校準的輸電導線彎曲應力計算模型作為彎曲應力預測模型。
6、實施本專利技術實施例，通過在線夾的第一預設位置處布置位移傳感器，并在輸電導線的第二預設位置處粘貼應變片，以便利用位移傳感器，測量輸電導線在每個參數組合作用下產生的彎曲位移，并利用應變片，測量輸電導線在每個參數組合作用下產生的應變，通過位移傳感器和應變片的聯合測量，可以更全面地了解輸電導線在不同負載條件下的力學行為，從而揭示其在實際應用中的結構性能和可靠性，然后通過馬爾科夫鏈蒙特卡洛(mcmc)采樣算法，結合上述實測得到的數據——輸電導線在每個參數組合作用下產生的彎曲位移和應變，對預先構建的輸電導線彎曲應力計算模型進行貝葉斯校準，能夠基于實測數據高效地探索參數后驗分布，實現模型參數的概率估計和不確定性量化，進而優化得到用于預測輸電導線彎曲應力的彎曲應力預測模型，避免復雜的有限元建模和計算，在保證精度的同時提高了輸電導線彎曲應力運算速度。此外，考慮到軸向張力和振動頻率等參數組合，可以使模型在不同環境和操作條件下保持適應性，增強輸電線路在復雜條件下的運行穩定性。
7、作為優選方案，所述輸電導線彎曲應力計算模型的構建，具體為：
8、建立輸電導線彎曲應力的數學模型；
9、基于輸電導線的軸向張力、絞線間摩擦力與輸電導線的彎曲剛度之間的映射關系，對所述輸電導線彎曲應力的數學模型的參數進行優化，并將完成參數優化的所述輸電導線彎曲應力的數學模型作為所述輸電導線彎曲應力計算模型。
10、實施本專利技術實施例的優選方案，基于輸電導線的軸向張力、絞線間摩擦力與輸電導線的彎曲剛度之間的映射關系，對輸電導線彎曲應力的數學模型的參數進行優化，能夠充分考慮輸電導線的軸向張力和絞線間摩擦力等復雜非線性行為對輸電導線抗彎曲性能的影響，進而準確描述導線在不同工況下的受力特性，減少傳統經驗公式帶來的不確定性，提升輸電導線彎曲應力的預測準確性。
11、作為優選方案，所述輸電導線彎曲應力的數學模型，具體為：
12、σb＝kyb；
13、
14、式中，σb表示輸電導線表面的彎曲應力幅值；yb表示位移傳感器測得的彎曲位移幅值；k表示poffenberger系數；ea表示鋁絞線的彈性模量；d表示外層絞線的直徑；a表示位移傳感器與線夾最后接觸點的距離；λ表示與輸電導線的軸向張力t和彎曲剛度ei有關的參數；輸電導線的彎曲剛度ei在eimin0到eimax0間服從均勻分布；na表示鋁絞線的根數；da表示鋁絞線的直徑；ns表示鋼絞線的根數；es表示鋼絞線的彈性模量；ds表示鋼絞線的直徑；ra表示鋼芯鋁絞線內鋁絞線層的平均半徑。
15、實施本專利技術實施例的優選方案，綜合考慮輸電導線的物理特性、幾何特性和外部載荷，在建模過程中，為輸電導線彎曲應力的數學模型引入poffenberger系數、用于測量彎曲位移的位移傳感器與線夾最后接觸點的距離、鋁絞線和鋼絞線的彈性模量、以及鋁絞線和鋼絞線的直徑等多個參數，為輸電導線彎曲應力預測提供全面的依據。
16、作為優選方案，所述絞線間摩擦力與所述輸電導線的彎曲剛度之間的映射關系，具體為：
17、ei＝eimin+(eimax-eimin)(1-e-βκ)；
18、式中，β表示與絞線間的摩擦系數μ有關的參數，β控制輸電導線的彎曲剛度ei從eimin向eimax過渡的速率；κ表示輸電導線的彎曲曲率。
19、實施本專利技術實施例的優選方案，引入與絞線間的摩擦系數有關的參數β，用于控制輸電導線的彎曲剛度從最小值向最大值的過渡速率，體現了絞線間摩擦對輸電導線彎曲應變或者彎曲應力的影響，以提升描述輸電導線在不同工況下的力學行為的準確性，進而提高彎曲應力預測結果的可靠性。
20、作為優選方案，所述輸電導線的軸向張力與所述輸電導線的彎曲剛度之間的映射關系，具體為：
21、
22、式中，eimin表示輸電導線的彎曲剛度的最小值；eimax表示輸電導線的彎曲剛度的最大值；eimin0表示輸電導線在初始狀態下的彎曲剛度的最小值；eimax0表示輸電導線在初始狀態下的彎曲剛度的最大值；輸電導線的彎曲剛度ei在eimin0到eimax0間服從均勻分布；t表示輸電導線的軸向張力；t0表示輸電導線的額定拉斷力；α1、α2、n1、n2表示與輸電導線的軸向張力相關的參數。
23、實施本專利技術實施例的優選方案，引入描述軸向張力影響的參數α1、α2、n1和n2，用于刻畫輸電導線的最小彎曲剛度和最大彎曲剛度與軸向張力的冪律關系，反映了軸向張力對輸電導線抗彎曲變形能力的調節作用，以進一步準確描述輸電導線在不同工況下的受力特性。
24、作為優選方案，所述通過mcmc算法，結合輸電導線在每個參數組合作用下產生的彎曲位移和應變，對預先構建的輸電導線彎曲應力計算模型進行貝葉斯校準，并將完成貝葉斯校準的輸電導線彎曲應力計算模型作為彎曲應力預測模本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，所述輸電導線彎曲應力計算模型的構建，具體為：
3.如權利要求2所述的一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，所述輸電導線彎曲應力的數學模型，具體為：
4.如權利要求2所述的一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，所述絞線間摩擦力與所述輸電導線的彎曲剛度之間的映射關系，具體為：
5.如權利要求2所述的一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，所述輸電導線的軸向張力與所述輸電導線的彎曲剛度之間的映射關系，具體為：
6.如權利要求1所述的一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，所述通過MCMC算法，結合輸電導線在每個參數組合作用下產生的彎曲位移和應變，對預先構建的輸電導線彎曲應力計算模型進行貝葉斯校準，并將完成貝葉斯校準的輸電導線彎曲應力計算模型作為彎曲應力預測模型，具體為：
7.一種彎曲應力預測方法，其特征在于，應用于輸電導線，包括：
8.一種彎曲應力預測模型構建系統，其特征在于
9.如權利要求8所述的一種彎曲應力預測模型構建系統，其特征在于，還包括：
10.如權利要求8所述的一種彎曲應力預測模型構建系統，其特征在于，所述模型校準模塊，具體包括：
...【技術特征摘要】
1.一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，所述輸電導線彎曲應力計算模型的構建，具體為：
3.如權利要求2所述的一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，所述輸電導線彎曲應力的數學模型，具體為：
4.如權利要求2所述的一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，所述絞線間摩擦力與所述輸電導線的彎曲剛度之間的映射關系，具體為：
5.如權利要求2所述的一種彎曲應力預測模型構建方法，其特征在于，所述輸電導線的軸向張力與所述輸電導線的彎曲剛度之間的映射關系，具體為：
6...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅嘯宇，聶銘，梁永純，謝文平，呂旺燕，黃豐，王淦宇，
申請(專利權)人：廣東電網有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。