【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及導(dǎo)線弧垂安全，具體為基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大以及對電力輸送安全性的要求不斷提高，如何精確地評估和監(jiān)測輸電線路在復(fù)雜地理區(qū)域或特殊氣象條件下的運行狀態(tài)成為了一個重要課題。然而，傳統(tǒng)的評估方法通常受到檔距、電力線材質(zhì)等因素的影響，且難以準(zhǔn)確模擬實際運行環(huán)境中的各種情況，無法準(zhǔn)確地在復(fù)雜天氣、復(fù)雜地區(qū)等環(huán)境下進(jìn)行導(dǎo)線弧垂評估分析，從而無法全面地評估輸電線路在復(fù)雜氣象條件下的安全性能。
2、中國專利，公開號：cn111339692b，公開日：2020年9月4日，公開了一種基于激光點云數(shù)據(jù)的電力線弧垂確定方法及裝置，方法包括：基于激光點云數(shù)據(jù)確定目標(biāo)區(qū)域中相鄰的兩個桿塔之間的目標(biāo)電力線的電力線點云數(shù)據(jù)；應(yīng)用預(yù)設(shè)的擬合方式確定目標(biāo)電力線上的初始弧垂點以及初始弧垂值；在目標(biāo)電力線的電力線點云數(shù)據(jù)中構(gòu)建以初始弧垂點為中心的三維空間范圍；若三維空間范圍包含有電力線點云數(shù)據(jù)，則應(yīng)用高程值最小的點的位置信息修正初始弧垂點以及初始弧垂值，得到實際弧垂點以及實際弧垂值，該專利技術(shù)能夠有效提高電力線弧垂的獲取準(zhǔn)確度，并能夠有效節(jié)省數(shù)據(jù)處理的時間及金錢成本，以及提高電力線弧垂的獲取效率。而該專利技術(shù)忽略了不同的氣象條件對輸電線路空間形態(tài)以及導(dǎo)線軌跡變化情況的影響，無法全面準(zhǔn)確的評估輸電導(dǎo)線的弧垂安全狀態(tài)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)缺乏對復(fù)雜氣象組合條件的考慮導(dǎo)致導(dǎo)線弧垂安全性分析不充分、效果差的問題；
2、為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本實施例提供的第一方面，提出了一種基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，包括以下步驟：
3、s1、基于機載激光雷達(dá)獲取輸電線路區(qū)域的初始點云數(shù)據(jù)，將所述初始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理獲得第一點云數(shù)據(jù)；
4、s2、基于所述第一點云數(shù)據(jù)以及所述初始點云數(shù)據(jù)對應(yīng)的初始?xì)庀髼l件建立初始?xì)庀竽Ｐ停M(jìn)行點云的氣象屬性分配，獲得第二點云數(shù)據(jù)；
5、s3、根據(jù)當(dāng)前氣象條件結(jié)合歷史氣象數(shù)據(jù)模擬多種氣象組合，利用所述氣象組合模擬所述第二點云數(shù)據(jù)中電力線從靜態(tài)點云轉(zhuǎn)換至動態(tài)環(huán)境的空間形態(tài)，獲得第三點云數(shù)據(jù)；
6、s4、基于所述第三點云數(shù)據(jù)模擬輸電線路的軌跡變化狀態(tài)，確定導(dǎo)線相對于不同氣象條件的特征變化，獲得第四點云數(shù)據(jù)；
7、s5、基于所述第四點云數(shù)據(jù)計算導(dǎo)線弧垂評估值，根據(jù)所述弧垂評估值綜合評估導(dǎo)線的弧垂安全狀態(tài)。
8、本方案中，通過利用機載激光雷達(dá)設(shè)備，可以實時獲取輸電線路區(qū)域的點云數(shù)據(jù)，以便于從獲取的點云數(shù)據(jù)中提取目標(biāo)點云對象，得到第一點云數(shù)據(jù)，并將其與初始?xì)庀髼l件相結(jié)合，構(gòu)建出反映實際環(huán)境狀態(tài)的基礎(chǔ)模型，有助于為每個點云點分配相應(yīng)的氣象屬性，充分考慮了不同物體類別對氣象條件的不同響應(yīng)；在初始?xì)庀竽Ｐ突A(chǔ)上，結(jié)合歷史氣象數(shù)據(jù)、模擬多種氣象組合，實現(xiàn)從靜態(tài)點云到動態(tài)環(huán)境下導(dǎo)線空間形態(tài)的模擬；進(jìn)而模擬輸電線路在各種氣象條件下的軌跡變化，精確地模擬輸電線路在各種氣象條件下的行為特征，包括弧垂的變化，最后計算導(dǎo)線弧垂評估值，根據(jù)所述弧垂評估值綜合評估導(dǎo)線的弧垂?fàn)顟B(tài)，實現(xiàn)更全面地、可靠地、高效地評估輸電線路在復(fù)雜氣象條件下的安全性能，顯著提高了在復(fù)雜環(huán)境條件下導(dǎo)線弧垂安全性能分析的全面性和可靠性，進(jìn)一步提高導(dǎo)線弧垂安全性分析精度和效率。
9、優(yōu)選地，所述s1包括如下子步驟：
10、利用機載激光雷達(dá)實時采集輸電線路區(qū)域的三維點云數(shù)據(jù)，所述三維點云數(shù)據(jù)至少包括桿塔、電力線、地面及其空間環(huán)境，并將所述三維點云數(shù)據(jù)作為初始點云數(shù)據(jù)；
11、對所述初始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行點云數(shù)據(jù)過濾與點云數(shù)據(jù)分類，得到所述第一點云數(shù)據(jù)。
12、優(yōu)選地，所述對所述初始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行點云數(shù)據(jù)過濾與點云數(shù)據(jù)分類，具體包括：對所述初始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、去噪以及異常值篩選，獲得格式統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)點云數(shù)據(jù)；
13、其中，異常值篩選具體包括：
14、計算所述初始點云數(shù)據(jù)中每個數(shù)據(jù)點與其最近鄰居點的距離，將所述距離與距離閾值進(jìn)行比對，若所述距離大于所述距離閾值，則對當(dāng)前數(shù)據(jù)點進(jìn)行異常標(biāo)記后篩除；
15、基于深度學(xué)習(xí)模型對所述標(biāo)準(zhǔn)點云數(shù)據(jù)進(jìn)行類別劃分，得到所述第一點云數(shù)據(jù)。
16、優(yōu)選地，所述s2包括如下子步驟：
17、基于電力設(shè)備對氣象條件的響應(yīng)特性，構(gòu)建用于反映輸電線路實際環(huán)境狀態(tài)的初始?xì)庀竽Ｐ停粚⑺龅谝稽c云數(shù)據(jù)與初始?xì)庀髼l件相結(jié)合，利用所述初始?xì)庀竽Ｐ蜑樗龅谝稽c云數(shù)據(jù)中每個點云分配氣象屬性，獲得所述第二點云數(shù)據(jù)。
18、優(yōu)選地，所述s3包括如下子步驟：
19、獲取所述輸電線路區(qū)域的歷史氣象數(shù)據(jù)，所述歷史氣象數(shù)據(jù)至少包括溫度的時間序列數(shù)據(jù)、濕度的時間序列數(shù)據(jù)以及風(fēng)速的時間序列數(shù)據(jù)；
20、將所述歷史氣象數(shù)據(jù)結(jié)合當(dāng)前氣象條件模擬不同氣象組合，得到若干組合氣象條件；
21、根據(jù)電力設(shè)備對氣象條件的響應(yīng)特性計算各電力設(shè)備在所述組合氣象條件下的變化狀態(tài)量，并根據(jù)所述變化狀態(tài)量獲取所述第二點云數(shù)據(jù)中導(dǎo)線的空間形態(tài)，獲得所述第三點云數(shù)據(jù)。
22、優(yōu)選地，所述s4包括如下子步驟：
23、基于所述第三點云數(shù)據(jù)提取導(dǎo)線的空間形態(tài)，利用泰勒級數(shù)展開法對所述空間形態(tài)進(jìn)行時間連續(xù)性補償，更新所述第三點云數(shù)據(jù)；
24、基于更新的所述第三點云數(shù)據(jù)模擬輸電線路在不同氣象條件下的軌跡變化狀態(tài)，獲得導(dǎo)線相對于不同氣象條件的動態(tài)行為特征，并根據(jù)所述行為特征獲得所述第四點云數(shù)據(jù)。
25、本方案中，通過模擬輸電線路在不同氣象條件下的軌跡變化狀態(tài)，能夠獲得導(dǎo)線相對于不同氣象條件的動態(tài)行為特征，即得到在不同氣象條件和不同時間中導(dǎo)線的軌跡，特別是對于存在不連續(xù)或中斷的導(dǎo)線，避免導(dǎo)線軌跡缺失導(dǎo)致導(dǎo)線弧垂評估結(jié)果不準(zhǔn)確，對工作人員造成誤導(dǎo)，引發(fā)安全事故；實現(xiàn)充分地、完全地對導(dǎo)線弧垂?fàn)顟B(tài)進(jìn)行有效分析。通過泰勒級數(shù)展開法對所述空間形態(tài)進(jìn)行時間連續(xù)性補償，能夠?qū)?dǎo)線軌跡進(jìn)行補全，從而更好地評估輸電線路在復(fù)雜氣象條件等環(huán)境下的安全性能。
26、優(yōu)選地，所述s5包括如下子步驟：
27、基于所述第四點云數(shù)據(jù)提取每個導(dǎo)線點，并將所述導(dǎo)線點作為弧垂本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：所述S1包括如下子步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：所述對所述初始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行點云數(shù)據(jù)過濾與點云數(shù)據(jù)分類，具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：所述S2包括如下子步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：所述S3包括如下子步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：所述S4包括如下子步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：所述S5包括如下子步驟：
8.基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估系統(tǒng)，適用于如權(quán)利要求1-7任一項所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估系統(tǒng)，其特征在于：
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：所述s1包括如下子步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：所述對所述初始點云數(shù)據(jù)進(jìn)行點云數(shù)據(jù)過濾與點云數(shù)據(jù)分類，具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：所述s2包括如下子步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于點云數(shù)據(jù)模擬軌跡的輸電線路弧垂評估方法，其特征在于：所述s3包括如下子步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點云數(shù)據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：柳駿，金益迥，劉光，方乙安，周凱鵬，許鑫達(dá)，梁偉韜，林李龍，孫劼，蔡華波，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)浙江省電力有限公司臺州供電公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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