[发明专利]一种导线非线性振动控制器的控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种导线非线性振动控制器的控制方法及系统，基于输电导线的外激励确定输出位移；将所述外激励和输出位移输入至预先建立的导线非线性振动控制器中，得到导线防振所需的控制力幅值；根据所述控制力幅值、预先设定的频率和预先建立的执行器对导线输出反馈外激励；基于所述反馈外激励力，通过功率流传播实现导线非线性振动控制器的控制。本发明基于功率流理论的导线非线性振动控制器，实现对输电线路风振灾害的主动防御，提升输电线路抵御自然灾害的能力，确保输电线路运行安全，提高电网供电可靠性。

技术领域

本发明涉及架空输电线路导线防振防舞技术，具体涉及一种导线非线性振动控制器的控制方法及系统。

背景技术

导线风激振动已经成为危害输电线路安全稳定运行的一种主要灾害形式，特别是进入新世纪以来，随着电网建设规模的迅速扩大及气候环境的不断变化，导线风激振动现象愈加严重，几乎每年都给线路安全稳定运行造成巨大的威胁。典型的导线风激振动现象包括微风振动、舞动和次档距振荡。仅对于导线舞动现象，统计表明，自1957年至今，中国国家电网共计1000多条线路发生舞动1200多条次，其中700多条线路发生舞动跳闸，此外还有大量的导地线损伤及断股断线、绝缘子掉串、金具损坏、杆塔螺栓松动脱落、塔材破坏、基础开裂破坏、倒塔等机械故障，造成了严重的经济损失和社会影响。虽然导线风激振动研究方面目前已经开展了大量的研究工作，也取得了丰硕的研究成果，但由于导线风振激发因素复杂、非线性程度较强，现有的导线风振激发机制都具有一定的局限性，特别是应用到风振防治技术的实践中更显不足。

另一方面，输电线路作为电网系统的重要组成部分，必然要求其具有更强的安全稳定性及自感知、自适应能力。提升输电线路抵抗自然灾害的能力是提高其安全稳定性的主要环节，导线防风激振动是其中重要的组成部分，但目前的导线风振防治手段还主要停留在灾后被动防御层面，且防治方法也较为有限，还无法实现对灾害的感知及主动防御能力，近年来虽然防灾费用投入较大，但灾害的防治效果受到一定的局限。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种导线非线性振动控制器的控制方法及系统，基于功率流理论的导线非线性振动控制器，实现对输电线路风振灾害的主动防御，提升输电线路抵御自然灾害的能力，确保输电线路运行安全，提高电网供电可靠性。

本发明的目的是采用下属技术方案实现的：

本发明提供一种导线非线性振动控制器的控制方法，其改进之处在于：

基于输电导线的外激励确定输出位移；

将所述外激励和输出位移输入至预先建立的导线非线性振动控制器中，得到导线防振所需的控制力幅值；

根据所述控制力幅值、预先设定的频率和预先建立的执行器对导线输出反馈外激励；

基于所述反馈外激励力，通过功率流传播实现导线非线性振动控制器的控制。

进一步地：所述基于输电导线的外激励确定输出位移，包括：

通过传感器获取输电导线控制力作用位置的外激力和位移时程数据，并将所述位移时程数据进行模态转换后得到输电导线指定处的输出位移。

进一步地：在将所述外激励和输出位移输入至预先建立的导线非线性振动控制器中，得到导线防振所需的控制力幅值之前，还包括：基于输电导线的受风载荷和预先设定的控制力计算输入输电导线的总振动功率流，表达式如下：

式中：I(x,t)为总振动功率流，F_d(t)为输电导线的受风载荷，x为输电导线水平方向，方向y为垂直于导线的竖直方向，L为输电导线长度，x_c为导线非线性振动控制器控制力作用位置，F_c(t)为输电导线在x_c处作用控制力，t为时间，c表征导线非线性振动控制器。