[發明專利]基于多階躍負荷的直埋三芯電纜載流量預測方法及系統

有效

• 申請號: 202310077026.5
• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN115809610B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 李新海;楊勁松;張志強;梁智康;劉文平;馮寶;牛博瑞;梅龍軍;王偉平;朱余林;劉均裕;張志方;周恒;王振剛;羅海鑫
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司中山供電局
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/0442;G06N3/048;G06N3/08;G06F113/16;G06F119/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 任文生

1.基于多階躍負荷的直埋三芯電纜載流量預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取三芯電纜每天的負荷擬合曲線，根據所述負荷擬合曲線獲取三芯電纜每天的電流最大值，基于多階躍電流函數和所述電流最大值獲得所述三芯電纜的多階躍電流；

對所述三芯電纜和電纜外部的土壤部分分別進行熱路建模，將所述三芯電纜的熱路和電纜外部的土壤部分的熱路連接起來，構成直埋三芯電纜熱路模型；

以所述三芯電纜的多階躍電流為電流激勵連續加載至所述直埋三芯電纜熱路模型中的電纜本體上，對所述直埋三芯電纜熱路模型進行求解，得到多個電纜表皮溫度；

根據多個多階躍電流對應的所述電纜表皮溫度構建載流量時序特征集；

構建長短期記憶VT-LSTM預測模型，將所述載流量時序特征集對所述長短期記憶VT-LSTM預測模型進行訓練，得到訓練好的長短期記憶VT-LSTM預測模型，其中，長短期記憶VT-LSTM預測模型是將原始LSTM中的輸入與遺忘門合并為新的門控單元；

獲取未來時刻的電纜表皮測量溫度，將所述電纜表皮測量溫度輸入到訓練好的長短期記憶VT-LSTM預測模型中，得到未來時刻的電纜載流量預測值。

2.根據權利要求1所述的基于多階躍負荷的直埋三芯電纜載流量預測方法，其特征在于，獲取三芯電纜每天的負荷擬合曲線，根據所述負荷擬合曲線獲取三芯電纜每天的電流最大值，基于多階躍電流函數和所述電流最大值獲得所述三芯電纜的多階躍電流的步驟具體包括：

獲取三芯電纜在全年運行的用電高峰期間的負荷數據，對三芯電纜在全年運行的用電高峰期間的負荷數據進行曲線擬合，得到電纜全年負荷擬合曲線；

對所述電纜全年負荷擬合曲線以滑動24小時時間窗口進行劃分，得到多個電纜24小時負荷擬合曲線，獲取每個電纜24小時負荷擬合曲線中的電流最大值，通過下式的階躍電流函數計算三芯電纜在每天的多階躍電流為：

式中，t為時刻，為第t時刻的多階躍電流，I_max為電流最大值。

3.根據權利要求1所述的基于多階躍負荷的直埋三芯電纜載流量預測方法，其特征在于，對所述三芯電纜和電纜外部的土壤部分分別進行熱路建模，將所述三芯電纜的熱路和電纜外部的土壤部分的熱路連接起來，構成直埋三芯電纜熱路模型的步驟具體包括：

根據IEC?60853標準對所述三芯電纜進行熱路建模，得到三芯電纜的熱路，其中，所述三芯電纜的分層結構由內至外依次為導體、絕緣層和外護套；

對電纜外部的土壤部分進行熱路建模，得到電纜外部的土壤部分的熱路；

將所述三芯電纜的熱路和電纜外部的土壤部分的熱路連接起來，構成直埋三芯電纜熱路模型。

4.根據權利要求1所述的基于多階躍負荷的直埋三芯電纜載流量預測方法，其特征在于，還包括：

通過下式計算電纜外部的土壤部分的熱路的等效熱容為：

式中，表示第i層土壤的等效熱容，i表示土壤的層數，r_ex,i表示第i層土壤的外徑，r_in,i表示第i層土壤的內徑，Q_p表示土壤的體比熱容；

通過下式計算電纜外部的土壤部分的熱路的等效熱阻為：

式中，R_s1表示第一層土壤的等效熱阻，R_si表示第i層土壤的等效熱阻，K表示土壤的總層數，R_sK表示第K層土壤的等效熱阻，R₁表示第一層土壤的參考熱阻，R_i-1表示第i-1層土壤的參考熱阻，R_i表示第i層土壤的參考熱阻，R_K-1表示第K-1層土壤的參考熱阻，其中，

式中，表示土壤的熱阻系數，h_i表示第i層土壤的厚度，h_K-1表示第K-1層土壤的厚度，r_in,K-1表示第K-1層土壤的內徑。