摘要
输电线路是电力系统的重要组成部分，承担着远距离、大负荷电力输送和分配的任务，是国家重要的生命线工程。输电塔-线体系具备柔度高、阻尼小和跨度大的特性，且长期服役于野外恶劣环境中，因此很容易容易发生损坏，导致输电塔-线体系结构服役性能下降甚至发生倒塌。目前，市面上常见的输电线路分析软件和通用有限元软件都难以完成对大型输电线路的抗灾能力的全面评估，需要用户具备一定的理论基础和输电线路分析经验，且评估过程耗时巨大。为解决上述问题，本文聚焦于输电塔线体系的动力分析和时间自适应方法，开发一款输电线路仿真平台，用户无需具备深入的理论基础、编程基础即可自行完成对输电网结构的防灾模拟，主要研究成果如下。 （1）本课题对结构动力分析方法和时间自适应方法进行了详细的梳理与分类，详细阐述各方法的原理，并整理其发展历程。提出了一种显式时间步长自适应方法，利用 MATLAB 软件将该显式时间步长自适应方法进行编程实现，并将其应用于输电塔的动力倒塌模拟中，以验证该方法的有效性。 （2）依托 MATLAB APP Designer 设计工具，以满足一线工程人员可无门槛使用的需求为目标，从软件交互界面与功能编程行为两方面进行了设计。输电线路仿真平台由一款主App和23款子App构成，涵盖模型建立、模态分析、计算求解及可视化结果输出等功能。此外，平台还搭建了 MATLAB 软件与 Office_Word 的接口程序，实现了输电线路仿真平台与Office_Word软件的交互。 （3）将输电线路仿真平台应用于实际工程案例，本课题选择老挝“Xe Pian Xe Namnoy”水电工程项目作为工程实例，对该工程中的DAXP型输电塔及一条输电线路进行模型建立和模态分析。并以大风工况为例，分别对单塔及输电塔-线体系进行了静动力分析，形成可视化评估结果。证实了该仿真平台功能简洁、操作友好、可视化强、分析全面等特点，说明输电线路仿真平台具备一定的实际工程应用价值。
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