一种输电线路的风偏分析方法及系统与流程

本发明涉及输电线路，并且更具体地，涉及一种输电线路的风偏分析方法及系统。

背景技术：

1、随着电网规模的发展，输电线路设备日趋复杂，一些极端的气候环境如高温、大风、覆冰等对输电线路的安全造成极大的威胁，风偏闪络导致的断电现象频频发生，极大的威胁到输电线路的安全，传统的检测手段已经很难满足输电线路安全管理需求。

2、激光雷达测距作为一种遥感技术，通过向目标发射探测信号,然后将接收到的信号与发射信号进行比较,获取探测目标的距离、方位、高度、速度、姿态及状等参数，并处理生成点云数据。由于激光雷达具有分辨率高、抗有源干扰能力强、低空探测性能好、数据精度高等特点，近年来广泛应用于无人驾驶、智慧城市、海洋探测、电力建设等领域。机载激光雷达技术的诞生和发展，为输电线路的自动化巡检和隐患智能预警分析提供了可能。

技术实现思路

1、本发明提出一种输电线路的风偏分析方法及系统，以解决如何进行风偏分析，以确定隐患点的问题。

2、为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种输电线路的风偏分析方法，所述方法包括：

3、分别对地表激光点云数据、影像数据和输电线路激光点云数据进行预处理；

4、基于经过预处理的地表激光点云数据、影像数据和输电线路激光点云数据确定导线弧垂曲线；

5、基于所述导线弧垂曲线进行风偏模拟，确定导线最大风偏轨迹；

6、基于所述导线最大风偏轨迹进行隐患分析，确定隐患点。

7、优选地，其中所述方法利用如下方式对地表激光点云数据进行预处理，包括：

8、基于所述地表激光点云数据生成分辨率为第一预设长度的输电线路走廊高精度地形数据；

9、将输电线路走廊高精度地形数据与线路走廊外第二预设长度精度的地形数据进行接边处理；其中，接边处通过插值算法平滑；

10、采用集群处理技术和分布式计算技术对经过接边处理后的地形数据切片发布。

11、优选地，其中所述方法利用如下方式对影像数据进行预处理，包括：

12、将单幅高清影像文件通过镶嵌和拼接生成高清输电线路走廊影像文件；其中，坐标系统统一为gcs_wgs_1984；

13、按照预设缓冲区间范围将输电线路走廊外扩，获取不同缓冲区间范围对应的遥感卫星正射影像；

14、对所述遥感卫星正射影响进行处理，消除在空间、时间或波谱上存在冗余或互补的多源遥感数据，获取合成影像数据；

15、按照切片级别和地理空间范围创建格网，将不同分辨率的遥感卫星正射影像划分成若干个相同大小的空间格网，通过输电线路与空间格网的空间相交进行过滤筛选，并将筛选出的空间格网分成若干组，利用分布式计算技术和gpu计算技术将格网范围内的影像数据切片发布。

16、优选地，其中所述方法利用如下方式对输电线路激光点云数据进行预处理，包括：

17、根据预设档距拼接获取的输电线路激光点云数据，并将拼接后的输电线路激光点云数据与高清遥感影像进行映射，参照输电线路地物赋色方案对点云数据进行赋色处理，生成真彩色的三维激光点云数据，得到具有真实颜色的点云模型；并对所述点云模型进行网格化处理，按照预设网格尺寸网格横向切片、纵向分级抽稀，生成3d t i l es切片模型。

18、优选地，其中所述方法采用临界温度法确定最大弧垂发生的气象条件，包括：

19、利用如下方式计算临界温度，包括：

20、

21、其中，tj为临界温度；tb为当前温度，γ1为最高气温气象比载，γ2为无风气象比载，σb为应力；ae为弹性惯量；

22、将计算的临界温度tj和最高气温tmax相比较，温度高者为出现最大弧垂的控制条件；其中，若tj>tmax，则最大弧垂发生在最大垂直比载气象条件，反之最大弧垂发生在最高气温气象条件。

23、优选地，其中所述基于所述导线最大风偏轨迹进行隐患分析，确定隐患点，包括：

24、基于所述导线最大风偏轨迹，参考《线路运行规程技术要求》，分析模拟导线与地面、水面、植被或交叉跨越物间超出安全距离的地物空间点，以确定隐患点，并即将所述隐患点在三维可视化平台中输出显示。

25、根据本发明的另一个方面，提供了一种输电线路的风偏分析系统，所述系统包括：

26、数据预处理单元，用于分别对地表激光点云数据、影像数据和输电线路激光点云数据进行预处理；

27、导线弧垂曲线确定单元，用于基于经过预处理的地表激光点云数据、影像数据和输电线路激光点云数据确定导线弧垂曲线；

28、导线最大风偏轨迹确定单元，用于基于所述导线弧垂曲线进行风偏模拟，确定导线最大风偏轨迹；

29、隐患点确定单元，用于基于所述导线最大风偏轨迹进行隐患分析，确定隐患点。

30、优选地，其中所述数据预处理单元，利用如下方式对地表激光点云数据进行预处理，包括：

31、基于所述地表激光点云数据生成分辨率为第一预设长度的输电线路走廊高精度地形数据；

32、将输电线路走廊高精度地形数据与线路走廊外第二预设长度精度的地形数据进行接边处理；其中，接边处通过插值算法平滑；

33、采用集群处理技术和分布式计算技术对经过接边处理后的地形数据切片发布。

34、优选地，其中所述数据预处理单元，利用如下方式对影像数据进行预处理，包括：

35、将单幅高清影像文件通过镶嵌和拼接生成高清输电线路走廊影像文件；其中，坐标系统统一为gcs_wgs_1984；

36、按照预设缓冲区间范围将输电线路走廊外扩，获取不同缓冲区间范围对应的遥感卫星正射影像；

37、对所述遥感卫星正射影响进行处理，消除在空间、时间或波谱上存在冗余或互补的多源遥感数据，获取合成影像数据；

38、按照切片级别和地理空间范围创建格网，将不同分辨率的遥感卫星正射影像划分成若干个相同大小的空间格网，通过输电线路与空间格网的空间相交进行过滤筛选，并将筛选出的空间格网分成若干组，利用分布式计算技术和gpu计算技术将格网范围内的影像数据切片发布。

39、优选地，其中所述数据预处理单元，利用如下方式对输电线路激光点云数据进行预处理，包括：

40、根据预设档距拼接获取的输电线路激光点云数据，并将拼接后的输电线路激光点云数据与高清遥感影像进行映射，参照输电线路地物赋色方案对点云数据进行赋色处理，生成真彩色的三维激光点云数据，得到具有真实颜色的点云模型；并对所述点云模型进行网格化处理，按照预设网格尺寸网格横向切片、纵向分级抽稀，生成3d ti l es切片模型。

41、优选地，其中所述导线弧垂曲线确定单元，采用临界温度法确定最大弧垂发生的气象条件，包括：

42、利用如下方式计算临界温度，包括：

43、

44、其中，tj为临界温度；tb为当前温度，γ1为最高气温气象比载，γ2为无风气象比载，σb为应力；ae为弹性惯量；

45、将计算的临界温度tj和最高气温tmax相比较，温度高者为出现最大弧垂的控制条件；其中，若tj>tmax，则最大弧垂发生在最大垂直比载气象条件，反之最大弧垂发生在最高气温气象条件。

46、优选地，其中所述隐患点确定单元，基于所述导线最大风偏轨迹进行隐患分析，确定隐患点，包括：

47、基于所述导线最大风偏轨迹，参考《线路运行规程技术要求》，分析模拟导线与地面、水面、植被或交叉跨越物间超出安全距离的地物空间点，以确定隐患点，并即将所述隐患点在三维可视化平台中输出显示。

48、本发明提供了一种输电线路的风偏分析方法及系统，包括：分别对地表激光点云数据、影像数据和输电线路激光点云数据进行预处理；基于经过预处理的地表激光点云数据、影像数据和输电线路激光点云数据确定导线弧垂曲线；于所述导线弧垂曲线进行风偏模拟，确定导线最大风偏轨迹；基于所述导线最大风偏轨迹进行隐患分析，确定隐患点。本发明基于激光点云、数据高程、高清影像等技术，构建了输电线路工况模拟分析模型，设计开发了输电线路风偏模拟分析系统，实现了多源数据加载、风偏模拟、隐患分析及空间量算等功能模块，为输电线路的自动化巡检和隐患智能预警分析提供了技术支撑和科学决策依据。