[發明專利]一種基于超導電纜傳輸損耗的制冷系統優化方法

在審

• 申請號: 202210637909.2
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN115048833A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 陳妍君;宗明;張宇俊;肖業凡;李沁愉;陸慧豐;顧志銘
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;上海交通大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;H01B12/00;G06F119/08
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

1.一種基于超導電纜傳輸損耗的制冷系統優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，搭建三維電纜微觀模型，該模型為基于COMSOL有限元仿真的超導電纜傳輸損耗計算模型，并采用周期性邊界條件方法來計算電纜損耗；

步驟2，在三維電纜微觀模型中對超導電纜的運行電流進行參數化掃描仿真，對不同工況下的超導電纜傳輸損耗進行計算，構建超導電纜傳輸損耗數據庫，導入至MATLAB中進行擬合計算；

步驟3，搭建電力系統宏觀模型，模擬超導電纜在正常運行狀態下與故障運行狀態下的超導性能變化。

2.根據權利要求1所述的一種基于超導電纜傳輸損耗的制冷系統優化方法，其特征在于，步驟2中對不同工況下的超導電纜傳輸損耗進行計算，構建超導電纜傳輸損耗數據庫的具體方法為，通過改變超導電纜運行電流模擬其在不同工況下的傳輸損耗，將數據擬合成損耗與運行電流相關的計算公式，從而進行超導電纜傳輸損耗數據庫構建。

3.根據權利要求1所述的一種基于超導電纜傳輸損耗的制冷系統優化方法，其特征在于，步驟3中所述電力系統宏觀模型在MATLAB或Simulink仿真軟件中搭建，包括220kV電源側，220/110/35kV三繞組變壓器，超導電纜等效電路模塊，負荷，故障模塊。

4.根據權利要求1所述的一種基于超導電纜傳輸損耗的制冷系統優化方法，其特征在于，搭建電力系統宏觀模型的三維電纜微觀模型簡化為一維傳熱，采用的是非等溫管道流物理場，將超導電纜的傳輸損耗、電纜接頭損耗、絕熱管漏熱損耗，液氮的流速與壓力等作為輸入變量，得到超導電纜溫度沿軸向上的分布情況，并提取出最高溫度數據，將其傳輸至電力系統模型中，作為超導電纜在各個仿真時間步長上的溫度。

5.根據權利要求1所述的一種基于超導電纜傳輸損耗的制冷系統優化方法，其特征在于，基于COMSOL有限元仿真的超導電纜傳輸損耗計算模型，其超導電纜為三相統包式超導電纜，各相導體結構從內到外的結構包括中心銅骨架、導體層、PPLP絕緣層、超導屏蔽層、銅屏蔽層、液氮通道以及真空絕熱管和保護套，在超導電纜導體層與超導屏蔽層的等效電路模型中，銅穩定層與YBCO超導層為并聯運行，在導體層兩端并聯了銅電阻，在超導屏蔽層兩端并聯了銅電阻。