基于三维可视化技术的电力线路优化设计研究

论文摘要

近年来我国经济突飞猛进地发展，社会用电需求量不断快速增长，涉及国计民生的电力网络建设也以前所未有的速度跨越式发展。电力网络的建设前提是先进性的线路设计，线路设计的好坏关系着线路的投资运行费用与运行的可靠性，线路的路径选择在线路设计中起着举足轻重的地位[1]。电力线路路径设计是一个涉及多个专业的综合性规划设计工作。随着计算机技术的飞速发展，GIs、GPs、Rs(“3s”技术)以及VR (虚拟现实)技术在电力线路路径设计上的广泛应用，使整个电力行业在技术革新、提高工作效率和管理水平等方面面貌焕然一新。本文结合有关项目，对基于三维可视化的电力线路路径优化设计进行了深入研究，主要工作如下：1．本文以电力行业电力杆塔分类标准为基础，分析和总结了电力施工中常用的杆塔类型，构建三维电力杆塔模型库。为电力线路路径规划设计提供实时对杆塔进行调用、定位、杆塔属性管理等技术保障。2.本文对电力线路路径设计规范以及杆塔定位原则进行了归纳总结，对影响电力选线的地形、地物、地质等因子进行了总结和分析。设计了三维杆塔电力连线的直线连接、曲线连接、电力线与绝缘子串实时固定连接和杆塔电力线自适应连接模型，采取二维平面地图与三维虚拟场景交互的方式，在三维场景中设计杆塔定位，在二维环境中查询地质要素，辅助杆塔定位。通过二维、三维交互的功能，实时指导线路设计和杆塔定位工作。3．本文研究和设计了电力杆塔定位校验计算工具包。可以在设计过程中实时进行定位条件校验计算和杆塔定位修正管理，以满足线路设计即排杆定位的技术要求。最后，本文在上述研究基础上，研制了基于三维可视化技术的电力线路优化设计系统平台，实现了系统的基本功能，并提出了系统进一步需要完善改进的构想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究意义与背景
• 1.3 国内外发展现状
• 1.3.1 三维可视化平台发展状况
• 1.3.2 电力选线系统研究发展趋势
• 1.4 论文的主要研究内容和组织结构
• 1.4.1 论文的主要研究内容
• 1.4.2 论文的织结构
• 1.5 本章小结
• 第二章 电力杆塔模型库设计
• 2.1 电力杆塔模型库设计框架
• 2.2 杆塔模型分类
• 2.2.1 电力杆塔分类
• 2.2.2 常用杆塔类型
• 2.3 杆塔模型构建
• 2.4 杆塔模型树立
• 2.4.1 基于OpenGI编程读取电力杆塔模型文件
• 2.4.2 地形三维可视化平台树立杆塔模型
• 2.5 杆塔模型应用
• 2.6 本章小结
• 第三章 三维电力选线优化方案设计及关键技术
• 3.1 电力选线基本原则
• 3.1.1 送电线路设计技术规范
• 3.1.2 电力选线和杆塔定位原则
• 3.2 电力选线影响因子分析
• 3.2.1 地形因子
• 3.2.2 地物因子
• 3.2.3 地质因子
• 3.3 电力线路优化设计方案流程
• 3.4 电力连线模型设计
• 3.4.1 直线连线模型
• 3.4.2 曲线连线模型
• 3.4.3 电力线与绝缘子的实时固定模型
• 3.4.4 自适应杆塔电力线连接
• 3.5 连线应注意问题
• 3.6 二维地图与三维虚拟场景交互技术
• 3.6.1 二维地图模块设计
• 3.6.2 三维虚拟场景模块设计
• 3.7 本章小结
• 第四章 杆塔校验计算工具包的研究
• 4.1 杆塔校验计算工具包实现的理论基础
• 4.1.1 杆塔荷载条件校验
• 4.1.2 耐张绝缘子串倒挂校验
• 4.1.3 绝缘子串机械强度校验
• 4.1.4 悬挂点应力校验
• 4.1.5 悬垂角校验
• 4.1.6 绝缘子串摇摆校验
• 4.1.7 风偏校验
• 4.1.8 跨越校验
• 4.2 杆塔校验计算工具包设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 附录1 电力线直线连接设计模型代码
• 附录2 电力线与绝缘子实时固定设计模型代码
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢