[發明專利]基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法

在審

• 申請號: 202010621620.2
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111797556A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 傅晨釗;司文榮;李紅雷;賀林;高凱
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F113/16;G06F119/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取排管電纜群的壁溫升轉移矩陣A；

2)獲取熱流、排管壁溫度與電纜線芯溫度之間的定量關系模型；

3)在排管電纜群實際運行的工況下進行迭代修正，最終得到排管電纜群的穩態溫升。

2.根據權利要求1所述的一種基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法，其特征在于，所述的步驟1)具體為：

11)獲取不同工況下排管電纜群內每根電纜的運行數據，包括電纜電流、損耗和排管璧溫度；

12)將不同工況下每根電纜的損耗構成損耗矩陣Q，同樣將不同工況下每根電纜的排管璧溫升構成壁溫升矩陣T；

13)計算獲得壁溫升轉移矩陣A，并且將壁溫升轉移矩陣A進行對角元素平均化。

3.根據權利要求2所述的一種基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法，其特征在于，所述的步驟13)中，壁溫升轉移矩陣A的計算式為：

4.根據權利要求2所述的一種基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法，其特征在于，所述的步驟11)中，不同工況滿足正交化要求。

5.根據權利要求1所述的一種基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法，其特征在于，所述的步驟2)中，熱流、排管壁溫度與電纜線芯溫度之間的定量關系模型表達式為：

其中，r1、p1、p2均為擬合參數，由具體的排管孔徑與電纜外徑決定，Q為電纜損耗，t2為電纜線芯溫度，t1為排管壁溫度。

6.根據權利要求5所述的一種基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法，其特征在于，所述的步驟2)中，通過改變待擬合電纜的環境溫度和電流獲取對應的排管壁溫度與電纜線芯溫度數據，采用最小二乘法求解得到該電纜對應的定量關系模型中的擬合參數。

7.根據權利要求1所述的一種基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法，其特征在于，所述的步驟3)具體包括以下步驟：

31)在初始時刻，設定電纜線芯溫度與環境溫度相同，分別計算排管電纜群中每根電纜的損耗，由此構建初始損耗矩陣；

32)根據初始損耗矩陣和壁溫升轉移矩陣計算得到初始壁溫升矩陣；

33)根據初始壁溫升矩陣的排管壁溫度數據和初始損耗矩陣中的損耗數據，通過每根電纜對應的定量關系模型計算得到新的電纜線芯溫度，并根據新的電纜線芯溫度更新電纜損耗，形成新的損耗矩陣；

34)重復步驟32)-33)，直至滿足穩態溫升的條件。

8.根據權利要求7所述的一種基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法，其特征在于，所述的步驟34)中，當本次迭代后得到的電纜線芯溫度對應的電纜線芯溫度矩陣與上一次迭代后得到的電纜線芯溫度矩陣中對應元素的差值絕對值中的最大值小于差值閾值，則以本次迭代后得到的電纜線芯溫度作為穩態電纜線芯溫度。

9.根據權利要求8所述的一種基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法，其特征在于，所述的差值閾值取值為0.1度。

10.根據權利要求1所述的一種基于轉移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩態溫升獲取方法，其特征在于，該方法執行的先行條件包括：

排管敷設的電力電纜熱場簡化為二維熱場模型；

忽略電纜在圓周方向的溫度差異，等效為一個節點，忽略排管壁與電纜線芯間的溫度差異，電纜間相互影響的熱流只作用使得排管壁與線芯溫度共同提高，僅體現為排管壁溫升的變化。