[發(fā)明專利]基于轉(zhuǎn)移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩(wěn)態(tài)溫升獲取方法

在審

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• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111797556A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 傅晨釗;司文榮;李紅雷;賀林;高凱
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發(fā)明涉及一種基于轉(zhuǎn)移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩(wěn)態(tài)溫升獲取方法，包括以下步驟：1)獲取排管電纜群的壁溫升轉(zhuǎn)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(guān)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(wěn)態(tài)溫升。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有計算簡單、效率高、精度高、便于改進等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電纜運行技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于轉(zhuǎn)移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩(wěn)態(tài)溫升精益化獲取方法。

背景技術(shù)

以北京、上海、廣州、深圳為代表的城市電網(wǎng)存在大量的電力電纜，110kV及以下的用電區(qū)域，特別是城區(qū)范圍內(nèi)，主要采用土壤直埋、排管的敷設(shè)方式，其中排管敷設(shè)的電纜群由于相互距離較近，熱量傳遞作用明顯，一般在規(guī)劃設(shè)計階段均采用相對保守的載流量選擇，且針對不同電壓、不同截面給出了定值，而較少考慮排管內(nèi)其他電纜運行的實際狀況。

由于電力電纜運行的特殊性，一般不可能通過直接測量去獲得電力電纜線芯溫度，因此技術(shù)人員提出了多種方法去計算電力電纜線芯溫度，均為基于數(shù)值解和試驗結(jié)果的工程公式或近似公式，如基于IEC60287標準是一種經(jīng)典的計算電力電纜線芯溫度的計算方法、基于數(shù)值計算的載流量求解方法，然而類似研究多針對單回電纜，對于實際運行中的多回電纜多采用數(shù)值法求解，考慮到工況的復(fù)雜性，所需計算量巨大，具體實施中效率很低，因此，一般采取排管群電纜電流按單根電纜電流統(tǒng)一折扣的方法來安排運行，這樣沒有考慮不同電纜運行中的實際負荷電流，造成了電纜資源與通道資源的嚴重浪費。

從上述電纜穩(wěn)態(tài)溫升計算分析的研究現(xiàn)狀與實際運行需求可以看出，目前尚未有適應(yīng)排管敷設(shè)的復(fù)雜電纜群溫升快速精益化計算的有效方法來支撐電纜精益化運行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于轉(zhuǎn)移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩(wěn)態(tài)溫升獲取方法，考慮不同溫度下排管內(nèi)空氣對流影響非線性修正，以實現(xiàn)對排管敷設(shè)的電纜群穩(wěn)態(tài)溫升的快速精益化計算。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于轉(zhuǎn)移矩陣和熱場疊加的排管電纜群穩(wěn)態(tài)溫升獲取方法，包括以下步驟：

1)獲取排管電纜群的壁溫升轉(zhuǎn)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(guān)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(wěn)態(tài)溫升。

所述的步驟1)具體為：

11)獲取不同工況下排管電纜群內(nèi)每根電纜的運行數(shù)據(jù)，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(gòu)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(gòu)成壁溫升矩陣T；

13)計算獲得壁溫升轉(zhuǎn)移矩陣A，并且將壁溫升轉(zhuǎn)移矩陣A進行對角元素平均化。

所述的步驟13)中，壁溫升轉(zhuǎn)移矩陣A的計算式為：

所述的步驟11)中，不同工況滿足正交化要求。

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(guān)系模型表達式為：

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

所述的步驟2)中，通過改變待擬合電纜的環(huán)境溫度和電流獲取對應(yīng)的排管壁溫度與電纜線芯溫度數(shù)據(jù)，采用最小二乘法求解得到該電纜對應(yīng)的定量關(guān)系模型中的擬合參數(shù)。

所述的步驟3)具體包括以下步驟：