基于AR法的输电塔线体系风速时程模拟.pdfVIP

第29卷第2期 水电能源科学 VoL29No．2 and 0 20l1年2月 WaterReSOUlCeSPower Feb．2l 1 文章编号：1000—7709(2011)02—0169—03 基于AR法的输电塔线体系风速时程模拟 秦 力1，袁俊健1，李兴元2 (1．东北电力大学建筑工程学院，吉林吉林132012；2．山东鲁信房地产投资开发有限公司，山东济南250013) 摘要：基于脉动风的基本性质、Kaimal风速谱及线性自回归滤波器法(AR)模拟脉动风速时程的原理，利用 Matlab编制了相关脉动风速时程模拟程序，并以500kV栖霞一文登(昆脊)送电工程为例，模拟了输电塔线 体系的风速时程，分析了脉动风在时闾和空间上的相关性。实例结果表明，该方法具有精确性和有效性。 关键词：输电塔线体系；AR法；脉动风；Kaimal谱；空间相关性 中图分类号：TM75；TU973+．213；0319．56文献标志码：A 目前，在输电线路设计过程中，风荷载一般按 静力风考虑[1]。但输电塔线体系中的铁塔、导线、 考虑了大气湍流运动中湍流功率谱随高度的变化 绝缘子之间的动力耦合作用强烈，脉动风对塔线 作为模拟输电塔线体系的脉动风速时程。Kaimal 耦合体系的作用不能忽略。通常采用风洞试验和 谱的数学表达式为r5]： 现场实测的方法确定风荷载，但耗资大、周期长、 适用性有限。因此，脉动风速时程的计算机模拟 其中 z=nz／v：；“之一愚口扎 便具有重要意义。目前，常用脉动风速时程获得 式中，S，(z，竹)为脉动风速功率谱密度函数；名为 风荷载时程，模拟方法主要有谐波叠加法、线性滤 模拟点高度；以为脉动风频率；让为z高度处的平 波法两种[2’3]，均基于蒙特卡洛法，将脉动风速谱 均风速；k为地面粗糙度系数；口。。为标准高度10 模拟成脉动风速时程，再在准定常假设的基础上 m处的平均风速。 将风速时程换为风荷载过程。它们从单一脉动风 1．2脉动风互功率谱 速时程模拟发展到多个相关风速时程，各有其优 观测表明。脉动风并非完全同步，与风速及各 缺点。其中线性滤波法中的自回归法(AR)模型 点的相对位置有关，因此需考虑互功率谱相干函 因速度快、计算量小，已广泛应用于随机振动的时 数。互功率谱数学表达式为： 域模拟。由于输电塔线体系模型大、自由度多，风 (2) So(，)=Js．(厂)S。(厂)r#(厂) 速时程模拟时计算量极大。鉴此，本文采用线性 式中，S。(，)、(，)分别为i、J点的自谱密度函 kV 滤波法模拟输电塔线体系风速时程，并以500 数；r,i(，)为f、歹点的相干函数，根据Shiotani的建 栖霞一文登(昆嵛)送电工程为例进行了模拟分析。 议取值为： 1