[发明专利]基于蒙特卡洛绝缘子串非线性风偏可靠度计算方法

权利要求书

1.一种基于蒙特卡洛绝缘子串非线性风偏可靠度计算方法，其特征在于按照以下步骤进行：

S1：设定输电线路研究对象，根据绝缘子串所受的风荷载、重力荷载、导线的重力荷载、导线所受的风荷载，采用刚性直棒法计算绝缘子串的风偏角度值；

S2：根据架空输电线路规范，建立杆塔与绝缘子串连接结构，并选定该连接结构涉及的随机变量，根据随机变量确定与随机变量对应的分布函数；

S3：根据步骤S2搭建连接结构和随机变量，建立与连接机构对应的几何关系；

S4：根据步骤S3的几何关系和步骤S1的风偏角度值，建立带随机变量的绝缘子串风偏失效功能函数；

S5：根据随机变量、随机变量的分布函数以及绝缘子串风偏失效功能函数，使用蒙塔卡洛方法计算绝缘子串风偏可靠度；

步骤S5的具体内容为：

S51：对选定的随机变量进行编号，1，2，3…I；并确定每个随机变量的分布函数

S52：采用乘同余法在MATLAB中生成N个在区间(0～1)内的均匀分布的随机数

S53：将随机数带入分布函数中，得到随机抽样值

S54：将步骤S53得到的随机抽样值代入绝缘子串风偏失效功能函数Z中，并统计，当Z＜0时，绝缘子串风偏失效的个数n；

S55：根据公式得到绝缘子串风偏失效概率p_f；

S56：通过公式β＝-Φ^-1(p_f)计算绝缘子串风偏可靠度指标，其中：Φ^-1(·)代表标准正态分布的反函数，p_f代表失效概率，β代表可靠度指标。

2.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛的绝缘子串非线性风偏可靠度计算方法，其特征在于步骤S1的内容为：

根据绝缘子串所受的风荷载、重力荷载、导线的重力荷载、导线所受的风荷载，计算绝缘子串的风偏角度值公式为：

公式(1)中：

G_h是绝缘子串所受风荷载：G_h＝W₀μ_zA₁；

G_v是绝缘子串的重力荷载：G_v＝p₂l；

W_v是导线的重力荷载：

W_h是导线所受的风荷载：W_h＝αW₀μ_zμ_scβ_cdL_psin²θ；

其中，α为风压不均匀系数；W₀为基本风压标准值；μ_z为风压高度变化系数；μ_sc为导线体型系数；β_c为风荷载调整系数；d为导线的外径；L_p是荷载节点所代表的导线跨度；p₁、p₂分别为导线和绝缘子串单位长度上的重力荷载；l₁、l₂分别为杆塔两侧的左右档距；h₁、h₂、分别为杆塔两侧导线挂点相对中间挂点的左右高差；T为导线张力；A₁为绝缘子串承受风压的面积；l为绝缘子串长度。

3.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛的绝缘子串非线性风偏可靠度计算方法，其特征在于所述随机变量包括：风速、导线自重、绝缘子串长度、档距、绝缘子串自重、空气间隙圆半径、导线张力、相邻杆塔与计算杆塔之间高差、导线外径、绝缘子串外径。