一种配电网导线K值优化方法及装置与流程

一种配电网导线k值优化方法及装置
技术领域
1.本发明属于配电网设计技术领域，尤其涉及一种配电网导线k值优化方法及装置。


背景技术：

2.导线是配电网的重要组成部分，导线k值是导线的重要参数，是导线最大允许张力与导线额定拉断力的比值，通过导线k值可以确定架空导线的实际拉力，进而方便配电网的其他因素设计，如导线弧垂值、电杆选型等等，是保证配电网安全的重要参数。
3.在配电网设计的过程中，通常情况下导线k值的设定是根据配电网的类型、导线类型以及电网工程区域的规定来确定。
4.但是，由于各地区气候和地形条件的差异，根据上述方法确定的导线k值通常和配电网整体不匹配，进而会导致后续的电杆类型选择等流程中选择的电杆型号不准确，为配电网的运行带来了安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种配电网导线k值优化方法及装置，以提升导线k值的选择精度，为后续的配电网设计流程提供数据基础，减少配电网的安全隐患。
6.本发明采用以下技术方案：一种配电网导线k值优化方法，包括以下步骤：获取配电网中每个杆位点的耐张属性，生成具有开耐张属性的杆位点集合；为杆位点集合中的每个杆位点赋予初始k值；在若干个初始k值中选择第一k值和第二k值；其中，第一k值小于第二k值；为杆位点集合中的每个杆位点赋予第一k值或第二k值；为配电网中具有不开耐张属性的杆位点赋予k值；根据相邻两个杆位点的k值确定相邻两个杆位点之间的导线k值。
7.进一步地，为杆位点集合中的每个杆位点赋予初始k值包括：根据电网工程的地理位置为每个杆位点赋予初始k值，或，根据导线的类型为每个杆位点赋予初始k值。
8.进一步地，在若干个初始k值中选择第一k值和第二k值包括：获取导线型号，并根据导线型号查询对应的导线拉断力；根据导线拉断力计算该杆位点的横担弯矩；基于横担弯矩对初始k值进行校验；将校验后的初始k值进行排序，得到k值集合；基于选择阈值在k值集合中选择第一k值和第二k值。
9.进一步地，为配电网中具有不开耐张属性的杆位点赋予k值包括：获取不开耐张属性的杆位点所在耐张段两端的杆位点的k值；当耐张段两端的杆位点的k值均为第一k值或第二k值时，为不开耐张属性的杆位点赋予第一k值或第二k值。
10.进一步地，当耐张段两端的杆位点的k值分别为第一k值和第二k值时，为不开耐张属性的杆位点赋予第二k值。
11.进一步地，基于横担弯矩对初始k值进行校验包括：将横担弯矩与横担角钢的允许弯矩进行比对：当横担弯矩大于等于允许弯矩时，将初始k值增加第一阈值，得到新的初始k值，使用新的初始k值重新计算横担弯矩，直至横担弯矩小于实际允许弯矩得到通过校验的初始k值。
12.进一步地，得到通过校验的初始k值之前还包括：将通过校验的初始k值减去第一阈值后再加第二阈值；第二阈值小于第一阈值；使用增加第二阈值后的初始k值计算理论电杆强度，继续执行。
13.进一步地，为杆位点集合中的每个杆位点赋予第一k值或第二k值之后还包括：比对每个耐张段两端的杆位点的k值；当耐张段两端的杆位点的k值不相等时，重新获取配电网中每个杆位点的耐张属性继续执行。
14.本发明的另一种技术方案：一种配电网导线k值优化装置，包括以下步骤：生成模块，用于获取配电网中每个杆位点的耐张属性，生成具有开耐张属性的杆位点集合；第一赋予模块，用于为杆位点集合中的每个杆位点赋予初始k值；选择模块，用于在若干个初始k值中选择第一k值和第二k值；其中，第一k值小于第二k值；第二赋予模块，用于为杆位点集合中的每个杆位点赋予第一k值或第二k值；第三赋予模块，用于为配电网中具有不开耐张属性的杆位点赋予k值；确定模块，用于根据相邻两个杆位点的k值确定相邻两个杆位点之间的导线k值。
15.本发明的另一种技术方案：一种配电网导线k值优化装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的一种配电网导线k值优化方法。
16.本发明的有益效果是：本发明通过为每个杆位点赋予初始k值，并在多个初始k值中筛选出第一k值和第二k值，在通过第一k值和第二k值确定导线k值，可以提升导线k值的选择精度，为后续的配电网设计流程提供数据基础，减少配电网的安全隐患。
附图说明
17.图1为本发明实施例一种配电网导线k值优化方法的流程图；图2为本发明实施例一种配电网导线k值优化装置的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
19.在配电网设计过程中，集成了大量的计算，在确定每个杆位点的电杆类型后，需要计算导线的k值，以便通过导线k值来计算电杆的准确型号等。k值是导线架线时的最大允许张力与导线额定拉断力的比值，是电力系统中的常用数据。通俗来讲，它也反应了导线的松
紧度，是配电网设计中的重要技术指标，关乎着配电网的安全。
20.本发明公开了一种配电网导线k值优化方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤s110、获取配电网中每个杆位点的耐张属性，生成具有开耐张属性的杆位点集合；步骤s120、为杆位点集合中的每个杆位点赋予初始k值；步骤s130、在若干个初始k值中选择第一k值和第二k值；其中，第一k值小于第二k值；步骤s140、为杆位点集合中的每个杆位点赋予第一k值或第二k值；步骤s150、为配电网中具有不开耐张属性的杆位点赋予k值；步骤s160、根据相邻两个杆位点的k值确定相邻两个杆位点之间的导线k值。
21.本发明通过为每个杆位点赋予初始k值，并在多个初始k值中筛选出第一k值和第二k值，在通过第一k值和第二k值确定导线k值，可以提升导线k值的选择精度，为后续的配电网设计流程提供数据基础，减少配电网的安全隐患。
22.由于k值体现了配电网中导线的松紧程度，且在一个耐张段中是一根完整的导线，所以，在一个耐张段中应该存在唯一的一个k值，进而计算k值要基于耐张段来进行，也就是开耐张属性的杆位点集合。
23.在一个实施例中，为杆位点集合中的每个杆位点赋予初始k值包括：根据电网工程的地理位置为每个杆位点赋予初始k值，或，根据导线的类型为每个杆位点赋予初始k值。
24.具体的，在选择初始k值时，如果有规定（行业标准或地区标准等）则根据规定获得初始k值。如果没有规定的话，判断是否是属于南网工程，如果是则取南网工程默认的初始k值。如果没有规定，也不属于南网工程，则根据导线的类型来确定初始k值，如裸导线的初始k值取2.5、绝缘导线的初始k值取3.0等等。
25.初始k值是导线k值的基础值，在配电网设计过程中，由于对导线k值调节会牵扯到大量的数据，通常情况下，并不会对导线k值进行详细计算，稍有差错就会带了意料不到的后果，因此，常规做法是采用初始k值进行配电网的设计，并不进行优化。
26.在本发明实施例中，通过对导线k值的作用以及其对其他元件的影响做了详细的调研分析后，发现对导线k值重新计算，虽然会增加一定的计算量，但是也会大大增加配电网的运行安全，另一方面，也可以对后面的电杆型号确定提供数据支撑，进而选择更加适合的电杆型号，达到降低配电网总成本的目的。
27.在本发明实施例中，基于横担弯矩对初始k值进行校验包括：将横担弯矩与横担角钢的允许弯矩进行比对；当横担弯矩大于等于允许弯矩时，将初始k值增加第一阈值，得到新的初始k值，使用新的初始k值重新计算横担弯矩，直至横担弯矩小于允许弯矩，得到通过校验的初始k值。
28.为了方便计算，为杆位点集合中的每个杆位点赋予初始k值。然后，根据导线型号在导线型号数据库中查询对应的导线拉断力，接着通过计算导线对横担的拉力，即导线拉力，k为初始k值，最后通过来判断计算出来的横担弯矩m是否小于横担角钢的允许弯矩，当小于时，表示当前的初始k值符合要求，否则增加初始k值，继续重复该验证过程。其中，n为该杆位点的横担数量，为导线覆
冰和者活动荷载中的最大值，为在一个耐张段中第n个杆位点和其前一个杆位点之间的距离。
29.作为一种具体的方式，在增加k值得过程中，将初始k值加上第一阈值，继续校验，直至改变后的初始k值校验通过为止，至此，得到校验通过的初始k值。
30.为了节省计算时间，上述的第一阈值通常设置为一个较大的值，但是由于第一阈值的值较大，可能会导致验证通过的k值精确度降低。比如，当k值为4.5为验证通过，第一阈值为0.8时，k值为5.3验证通过了，但是，当k值为4.9时可能已经可以验证通过，但是由于阈值为0.8的跨度较大，错过了最佳k值。
31.所以，将通过校验的初始k值减去第一阈值后再加上第二阈值；第二阈值小于第一阈值；使用增加第二阈值后的初始k值计算理论电杆强度，继续执行。
32.因此，当得到校验通过的k值时，在此k值的基础上减去第一阈值再加上第二阈值，此处的第二阈值小于第一阈值，并且，该第二阈值为k值得计算精度。也就是说，通过两个增加阈值，来调节初始k值的精度，以使得得到的初始k值更加准确。
33.例如，初始k值为2.5，第一k值增加阈值为0.5，当进行k值校验时，k值为4.5时没有校验通过，k值为5.0校验通过。此时校验通过的k值为5.0。但是，由于k值从4.5直接增加到了5.0，且k值精度要求为0.1，所以，当k值为5.0精度并不高，进而从k值为4.6（计算过程为5.0-0.5 0.1=4.6）时进行k值的精确校验。具体以0.1为步长开始计算，如果当k值为4.6时校验通过，则最终校验通过的k值为4.6。如果k值为4.6未校验通过，则将k值取为4.7进行校验，如果依旧没有校验通过，则将k值取值为4.8继续校验，如果还没有校验通过，则k值取值为4.9继续校验，如果还没有校验通过，则取5.0作为校验通过的k值。
34.当每个具有耐张属性的杆位点的k值均校验通过后，为了简化配电网施工， 将校验后的初始k值进行排序，得到k值集合，再基于选择阈值在k值集合中选择第一k值和第二k值，进而降低配电网施工的难度。
35.在本实施例中，排序方式可以是从大到小，也可以是从小到大。将最大的k值确定为第二k值，将k值从大到小排列时，前20%位置的k值确定为第一k值。再为杆位点集合中的每个杆位点赋予第一k值或第二k值。具体规则为：当k值大于第一k值时，将第二k值作为该杆位点的k值，当k值小于等于第一k值时，将第一k值作为该杆位点的k值。
36.为杆位点集合中的每个杆位点赋予第一k值或第二k值之后还包括：比对每个耐张段两端的杆位点的k值；当耐张段两端的杆位点的k值不相等时，重新获取配电网中每个杆位点的耐张属性继续执行。
37.也就是说，当确定完所有具有开耐张属性的杆位点的k值后，对于每个耐张段其两端的杆位点的k值必然时相等的，如果在某一个耐张段中出现两端的杆位点的k值不相等，则需要对该耐张段进行重新设置。
38.具体的，在本实施例中，将第二k值对应的杆位点的前一杆位点的耐张属性修改为开耐张属性，再返回到代表档距计算步骤继续执行。
39.当然，一个耐张段中出现两个k值也并不是完全不会出现，有一些例外的情况，会出现两个k值。如该耐张段仅仅具有两个杆位点时，两个杆位点的k值可能会不同；另外一种情况是，在该耐张段中所有的杆位点均不具有拉线条件的话，也有可能会出现该耐张段具有两个k值。对于这种情况，为不开耐张属性的杆位点赋予第二k值。
40.在一个实施例中，当所有的具有耐张属性的杆位点的k值确定后，为配电网中具有不开耐张属性的杆位点赋予k值包括以下步骤：获取不开耐张属性的杆位点所在耐张段两端的杆位点的k值；当耐张段两端的杆位点的k值均为第一k值或第二k值时，为不开耐张属性的杆位点赋予第一k值或第二k值。另外一种特殊情况，当耐张段两端的杆位点的k值分别为第一k值和第二k值时，为不开耐张属性的杆位点赋予第二k值。
41.本发明还公开了一种配电网导线k值优化装置，包括以下步骤：生成模块210，用于获取配电网中每个杆位点的耐张属性，生成具有开耐张属性的杆位点集合；第一赋予模块220，用于为杆位点集合中的每个杆位点赋予初始k值；选择模块230，用于在若干个初始k值中选择第一k值和第二k值；其中，第一k值小于第二k值；第二赋予模块240，用于为杆位点集合中的每个杆位点赋予第一k值或第二k值；第三赋予模块250，用于为配电网中具有不开耐张属性的杆位点赋予k值；确定模块260，用于根据相邻两个杆位点的k值确定相邻两个杆位点之间的导线k值。
42.需要说明的是，上述装置的模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本技术方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
43.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
44.本发明还公开了一种配电网导线k值优化装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的一种配电网导线k值优化装置。
45.装置可以是桌上小型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。该装置可包括但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，该装置可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
46.处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
47.存储器在一些实施例中可以是所述装置的内部存储单元，例如装置的硬盘或内存。所述存储器在另一些实施例中也可以是所述装置的外部存储设备，例如所述装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡（smart media card, smc），安全数字（secure digital, sd）
卡，闪存卡（flash card）等。进一步地，所述存储器还可以既包括所述装置的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(bootloader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
48.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本发明中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

技术特征：
1.一种配电网导线k值优化方法，其特征在于，包括以下步骤：获取配电网中每个杆位点的耐张属性，生成具有开耐张属性的杆位点集合；为所述杆位点集合中的每个杆位点赋予初始k值；在若干个所述初始k值中选择第一k值和第二k值；其中，所述第一k值小于第二k值；为所述杆位点集合中的每个杆位点赋予第一k值或第二k值；为配电网中具有不开耐张属性的杆位点赋予k值；根据相邻两个杆位点的k值确定相邻两个杆位点之间的导线k值。2.如权利要求1所述的一种配电网导线k值优化方法，其特征在于，为所述杆位点集合中的每个杆位点赋予初始k值包括：根据电网工程的地理位置为每个杆位点赋予初始k值，或，根据导线的类型为每个杆位点赋予初始k值。3.如权利要求1或2所述的一种配电网导线k值优化方法，其特征在于，在若干个所述初始k值中选择第一k值和第二k值包括：获取导线型号，并根据所述导线型号查询对应的导线拉断力；根据所述导线拉断力计算该杆位点的横担弯矩；基于所述横担弯矩对所述初始k值进行校验；将校验后的初始k值进行排序，得到k值集合；基于选择阈值在所述k值集合中选择第一k值和第二k值。4.如权利要求1所述的一种配电网导线k值优化方法，其特征在于，为配电网中具有不开耐张属性的杆位点赋予k值包括：获取不开耐张属性的杆位点所在耐张段两端的杆位点的k值；当所述耐张段两端的杆位点的k值均为第一k值或第二k值时，为不开耐张属性的杆位点赋予第一k值或第二k值。5.如权利要求4所述的一种配电网导线k值优化方法，其特征在于，当所述耐张段两端的杆位点的k值分别为第一k值和第二k值时，为不开耐张属性的杆位点赋予第二k值。6.如权利要求5所述的一种配电网导线k值优化方法，其特征在于，基于所述横担弯矩对所述初始k值进行校验包括：将所述横担弯矩与横担角钢的允许弯矩进行比对；当所述横担弯矩大于等于所述允许弯矩时，将所述初始k值增加第一阈值，得到新的初始k值，使用新的初始k值重新计算所述横担弯矩，直至所述横担弯矩小于所述允许弯矩，得到通过校验的初始k值。7.如权利要求6所述的一种配电网导线k值优化方法，其特征在于，得到通过校验的初始k值之前还包括：将通过校验的初始k值减去第一阈值后再加第二阈值；所述第二阈值小于所述第一阈值；使用增加第二阈值后的初始k值计算理论电杆强度，继续执行。8.如权利要求1所述的一种配电网导线k值优化方法，其特征在于，为所述杆位点集合中的每个杆位点赋予第一k值或第二k值之后还包括：比对每个所述耐张段两端的杆位点的k值；
当所述耐张段两端的杆位点的k值不相等时，重新获取配电网中每个杆位点的耐张属性继续执行。9.一种配电网导线k值优化装置，其特征在于，包括以下步骤：生成模块，用于获取配电网中每个杆位点的耐张属性，生成具有开耐张属性的杆位点集合；第一赋予模块，用于为所述杆位点集合中的每个杆位点赋予初始k值；选择模块，用于在若干个所述初始k值中选择第一k值和第二k值；其中，所述第一k值小于第二k值；第二赋予模块，用于为所述杆位点集合中的每个杆位点赋予第一k值或第二k值；第三赋予模块，用于为配电网中具有不开耐张属性的杆位点赋予k值；确定模块，用于根据相邻两个杆位点的k值确定相邻两个杆位点之间的导线k值。10.一种配电网导线k值优化装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8任一项所述的一种配电网导线k值优化方法。

技术总结
本发明公开了一种配电网导线K值优化方法及装置，获取配电网中每个杆位点的耐张属性，生成具有开耐张属性的杆位点集合；为杆位点集合中的每个杆位点赋予初始K值；在若干个初始K值中选择第一K值和第二K值；为杆位点集合中的每个杆位点赋予第一K值或第二K值；为配电网中具有不开耐张属性的杆位点赋予K值；根据相邻两个杆位点的K值确定相邻两个杆位点之间的导线K值；本发明通过为每个杆位点赋予初始K值，并在多个初始K值中筛选出第一K值和第二K值，在通过第一K值和第二K值确定导线K值，可以提升导线K值的选择精度，为后续的配电网设计流程提供数据基础，减少配电网的安全隐患。减少配电网的安全隐患。减少配电网的安全隐患。


技术研发人员：张鹤飞 闵小波
受保护的技术使用者：陕西万迪信息科技有限公司
技术研发日：2022.03.29
技术公布日：2022/5/25