[发明专利]一种顾及排位知识的架空输电线路杆塔排位方法

说明书

本发明公开了一种顾及排位知识的架空输电线路杆塔排位方法，包括步骤：获取输电线路路径的平断面图；设置代表档距，计算模板K值；根据排位知识，设置必须立塔区（点）、禁止立塔区（点）；剔除禁止立塔区（点）中的地形特征点，保留必须立塔区（点）和其他可立塔地形特征点；依次对每个耐张段进行杆塔排位计算，根据排位方案计算模板K值，新旧K值误差在允许范围内则排位有效，否则重新排位；输出最优杆塔排位方案。不仅提高了杆塔排位的效率和可靠性，还将电力设计人员积累的排位知识转化为禁止立塔区（点）和必须立塔区（点），将它们作为杆塔排位时的约束条件，解决了以往排位方法不能对排位过程进行干预的问题。

技术领域

本发明涉及一种顾及排位知识的架空输电线路杆塔排位方法，属于电力勘测设计领域。

背景技术

高压架空输电线路的设计包括路径方案的选择、气象资料的分析、导地线及绝缘子的选取、杆塔与基础的设计、杆塔排位、大跨越设计、通信线路的保护、环境评估等内容。杆塔排位是其中的一个重要阶段，对工程的造价有着重要影响。杆塔排位是指在选定的线路路径上，确定杆塔位置及该位置上的塔型、塔高。传统的杆塔排位方法是采用手工推模板的方式进行的，但由于杆塔排位涉及到大量的复杂计算，这种方法效率低，易出错，往往得不到最优方案。因此在计算机出现后，就开始利用计算机进行杆塔的自动排位。

自动杆塔排位分为两类，一类是利用计算机来模拟手动推模板的方法进行排位。这种方法需要穷举所有的排位方案，难以在可接受的时间内完成排位。这种方法已经很少在使用。另一类是基于动态规划理论进行杆塔排位。目前在电力设计领域普遍采用的便是这种方法。动态规划将问题分为若干个阶段，从而将问题划分为同类型的子问题序列，建立最优指标函数，然后逐阶段递推去求解每个子问题的最优解。在求解每个子问题时，都要使用它前面已求出的子问题的最优解，最后一个子问题的最优解，就是整个问题的最优解。

目前的基于动态规划的杆塔排位方法在一定程度上解决了自动杆塔排位的问题，但仍存在着一些不足：在杆塔排位中，由于平断面图数据并不能充分反映排位时所需要的所有信息，比如技术条件、政策、交通条件等因素，设计人员往往希望能利用丰富的排位知识对自动杆塔排位进行干预和引导，以对排位过程进行较好的掌控，得到符合要求的排位方案，然而如何在自动排位的过程中顾及排位知识在以往的杆塔排位方法中并没有得到考虑。

发明内容

针对现有方法的不足，本发明基于动态规划原理，将排位知识考虑进杆塔排位过程中，提出了一种基于动态规划方程的顾及排位知识的架空输电线路杆塔排位方法。

知识是一个或多个信息关联在一起形成的有价值的信息结构，是对客观规律的认识，是在实践基础上产生又经过实践验证的对客观事实的反映。排位知识是排位工作人员在长期的排位实践过程中，对排位规律的正确认知和经验总结。根据排位知识可以判断适宜立塔的区域、不能立塔的区域等，所以排位知识有助于得到合理的排位方案，能对自动排位起到引导作用。

为了能在自动排位中运用排位知识，本发明将排位知识以“禁止立塔区(点)”和“必须立塔区(点)”的方式转换为杆塔排位的限制条件。必须立塔点是指在输电线路路径上必须竖立杆塔的一个位置。必须立塔区是一个至少立一基杆塔的区域。禁止立塔点是一个不能竖立杆塔的位置。禁止立塔区是一个不能竖立杆塔的区域。在排位过程中除了考虑最小净空距离、档距、档距系数、悬点应力等常规约束条件外，还将禁止立塔区(点)和必须立塔区(点)等排位知识设定为杆塔排位的约束条件。

该方法包括如下步骤：

(1)获取输电线路路径的平断面图。平断面图是在线路路径方案选定后，得到的线路中心线和左右边线的离散地形特征点集合和地物特征点集合。地形特征点包含累距、偏距和高程信息，地物特征点除上述信息还包括地物编码信息等。

(2)设置代表档距，确定控制气象条件、产生最大弧垂时的气象条件及该气象条件下的最低点应力，然后根据这些参数计算模板K值。