一種優(yōu)化電纜群載流量的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種優(yōu)化電纜群載流量方法，包括獲取電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物理參數(shù)，以及獲取所述電纜群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸及物理參數(shù)；構(gòu)建電纜群溫度場(chǎng)有限元模型，并將電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物理參數(shù)，以及每一電纜的幾何尺寸及物理參數(shù)均導(dǎo)入電纜群溫度場(chǎng)有限元模型中，得到每一電纜的線(xiàn)芯溫度；將每一電纜的線(xiàn)芯溫度以預(yù)設(shè)的溫度閾值為約束條件，構(gòu)建電纜群載流量?jī)?yōu)化的數(shù)學(xué)模型，并采用預(yù)設(shè)的優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的每一電纜的電流值及電纜群的總載流量。實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，能夠優(yōu)化數(shù)值計(jì)算法，提高數(shù)值計(jì)算法的收斂速度，計(jì)算結(jié)果也更加精確，增大電纜群的總載流能力，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化電纜群載流量的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種優(yōu)化電纜群載流量的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電纜【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種優(yōu)化電纜群載流量的方法和系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 電力電纜的載流量是電纜運(yùn)行中受環(huán)境條件和負(fù)荷影響的重要?jiǎng)討B(tài)參數(shù)，其重要 性涉及到輸電線(xiàn)路的可靠安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行以及電纜壽命問(wèn)題。若電纜載流量偏 大，則線(xiàn)芯溫度超標(biāo)造成絕緣壽命縮短，甚至直接帶來(lái)停電事故；而載流量偏小，則線(xiàn)芯金 屬材料得不到充分的利用，不能充分發(fā)揮電纜的傳輸能力。
[0003] 目前，對(duì)電纜群載流量?jī)?yōu)化方面的研宄主要有以下兩個(gè)方面：一、在IEC60287標(biāo) 準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，將電纜群電流之和最大作為目標(biāo)函數(shù)，把每根電纜的線(xiàn)芯溫度低于90°C為約 束條件，采用改進(jìn)牛頓法和障礙函數(shù)法來(lái)求解最優(yōu)值，確定每一根電纜的優(yōu)化運(yùn)行電流； 二、將數(shù)值計(jì)算法引入電纜群載流量的優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，將每根電纜的線(xiàn)芯溫度不超過(guò)90°C 作為約束條件，電纜群整體載流量為目標(biāo)函數(shù)，經(jīng)過(guò)迭代計(jì)算出每根電纜的通流值。
[0004] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述兩種方法均存在不足之處，其不足之處在于：在第一種方法中， 該方法對(duì)多根電纜密集敷設(shè)及復(fù)雜敷設(shè)環(huán)境下的計(jì)算并沒(méi)有涉及，計(jì)算結(jié)果的精確性不 高，從而無(wú)法有效的提高電纜的利用率；在第二種方法中，該方法計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，且耗時(shí)過(guò) 長(zhǎng)。
[0005] 因此，亟需一種方法對(duì)電纜群載流量進(jìn)行優(yōu)化，提高算法的收斂速度，計(jì)算結(jié)果也 更加精確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種優(yōu)化電纜群載流量的方法和系 統(tǒng)，能夠優(yōu)化數(shù)值計(jì)算法，提高數(shù)值計(jì)算法的收斂速度，計(jì)算結(jié)果也更加精確，增大電纜群 的總載流能力，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化電纜群載流量的目的。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種優(yōu)化電纜群載流量的方法，所 述方法包括： a、 獲取電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物理參數(shù)，以及獲取所述電纜群內(nèi)每一電纜的幾 何尺寸及物理參數(shù)； b、 構(gòu)建電纜群溫度場(chǎng)有限元模型，并將所述獲取到的電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物 理參數(shù)，以及所述電纜群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸及物理參數(shù)均導(dǎo)入所述構(gòu)建好的電纜群溫 度場(chǎng)有限元模型中，得到所述電纜群內(nèi)每一電纜的線(xiàn)芯溫度；以及 c、 將所述得到的每一電纜的線(xiàn)芯溫度以預(yù)設(shè)的溫度閾值為約束條件，構(gòu)建電纜群載流 量?jī)?yōu)化的數(shù)學(xué)模型，并采用預(yù)設(shè)的優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的每一電纜的電流值及 電纜群的總載流量。
[0008] 其中，所述步驟b的具體步驟包括： 建立電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型，并將所述獲取到的電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及所述 電纜群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸導(dǎo)入所述建立的電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型中； 對(duì)所述電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型進(jìn)行離散處理，得到電纜群區(qū)域剖分成有限個(gè)三角形 單元的組合，并將所述獲取到的電纜群敷設(shè)環(huán)境的物理參數(shù)及所述電纜群內(nèi)每一電纜的物 理參數(shù)相應(yīng)的為所述電纜群區(qū)域內(nèi)各材料屬性的參數(shù)值賦值； 設(shè)置所述電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型的載荷及邊界條件； 對(duì)所述已設(shè)置好載荷及邊界條件的電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型進(jìn)行求解，得到電纜群溫 度場(chǎng)的分布，進(jìn)一步確定出所述電纜群內(nèi)每一電纜的線(xiàn)芯溫度。
[0009] 其中，所述載荷包括電纜線(xiàn)芯熱損耗、電纜屏蔽層損耗和鎧裝層損耗。
[0010] 其中，所述步驟C的具體步驟包括： 確定所述電纜群載流量?jī)?yōu)化的數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)、設(shè)計(jì)變量及狀態(tài)變量；其中，所述 設(shè)計(jì)變量為電纜的電流值；所述狀態(tài)變量為電纜線(xiàn)芯溫度； 將所述得到的每一電纜的線(xiàn)芯溫度以預(yù)設(shè)的溫度閾值為約束條件，采用零階優(yōu)化算法 進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的每一電纜的電流值及電纜群的總載流量。
[0011] 其中，所述電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸包括電纜溝槽的幾何尺寸、隧道的幾何尺 寸和排管的幾何尺寸；所述電纜群敷設(shè)環(huán)境的物理參數(shù)包括土壤的導(dǎo)熱系數(shù)、空氣間隙的 對(duì)流換熱系數(shù)、土壤底層溫度、空氣溫度、電纜群的埋設(shè)深度、電纜溝槽的導(dǎo)熱系數(shù)、隧道的 導(dǎo)熱系數(shù)和排管的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0012] 其中，所述電纜群每一電纜的幾何尺寸均包括電纜各物理層的幾何尺寸；所述電 纜群每一電纜的物理參數(shù)均包括電纜線(xiàn)芯的導(dǎo)熱系數(shù)、絕緣層的導(dǎo)熱系數(shù)、填充物的導(dǎo)熱 系數(shù)、內(nèi)外護(hù)層的導(dǎo)熱系數(shù)、電纜線(xiàn)芯的直流電阻、電纜線(xiàn)芯的電阻溫度系數(shù)、電纜金屬屏 蔽層的電阻、電纜鎧裝層的電阻、電纜的比熱容以及與四周相鄰電纜之間的間距。
[0013] 其中，所述方法進(jìn)一步包括： 確定每一電纜的散熱條件的好壞程度值，并將所述確定的每一電纜的散熱條件的好壞 程度值由高至低的順序進(jìn)行排列； 按照所述排列后的順序，依序調(diào)高所述優(yōu)化后的每一電纜的電流值，使得每一電纜的 線(xiàn)芯溫度增加，直至每一電纜的線(xiàn)芯溫度與所述預(yù)設(shè)的溫度閾值之間的差值均滿(mǎn)足預(yù)定條 件為止，則確定調(diào)整后的每一電纜的電流值及電纜群的總載流量。
[0014] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種優(yōu)化電纜群載流量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 參數(shù)獲取單元，用于獲取電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物理參數(shù)，以及獲取所述電纜 群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸及物理參數(shù)； 有限元模型構(gòu)建單元，用于構(gòu)建電纜群溫度場(chǎng)有限元模型，并將所述獲取到的電纜群 敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物理參數(shù)，以及所述電纜群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸及物理參數(shù)均導(dǎo) 入所述構(gòu)建好的電纜群溫度場(chǎng)有限元模型中，得到所述電纜群內(nèi)每一電纜的線(xiàn)芯溫度； 優(yōu)化單元，用于將所述得到的每一電纜的線(xiàn)芯溫度以預(yù)設(shè)的溫度閾值為約束條件，構(gòu) 建電纜群載流量?jī)?yōu)化的數(shù)學(xué)模型，并采用預(yù)設(shè)的優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的每一電 纜的電流值及電纜群的總載流量。
[0015] 其中，所述電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸包括電纜溝槽的幾何尺寸、隧道的幾何尺 寸和排管的幾何尺寸；所述電纜群敷設(shè)環(huán)境的物理參數(shù)包括土壤的導(dǎo)熱系數(shù)、空氣間隙的 對(duì)流換熱系數(shù)、土壤底層溫度、空氣溫度、電纜群的埋設(shè)深度、電纜溝槽的導(dǎo)熱系數(shù)、隧道的 導(dǎo)熱系數(shù)和排管的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0016] 其中，所述電纜群每一電纜的幾何尺寸均包括電纜各物理層的幾何尺寸；所述電 纜群每一電纜的物理參數(shù)均包括電纜線(xiàn)芯的導(dǎo)熱系數(shù)、絕緣層的導(dǎo)熱系數(shù)、填充物的導(dǎo)熱 系數(shù)、內(nèi)外護(hù)層的導(dǎo)熱系數(shù)、電纜線(xiàn)芯的直流電阻、電纜線(xiàn)芯的電阻溫度系數(shù)、電纜金屬屏 蔽層的電阻、電纜鎧裝層的電阻、電纜的比熱容以及與四周相鄰電纜之間的間距。
[0017] 實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果： 1、 在本發(fā)明實(shí)施例中，由于通過(guò)構(gòu)建電纜群溫度場(chǎng)有限元模型的基礎(chǔ)上，計(jì)算出電纜 群載流量，使用優(yōu)化數(shù)值計(jì)算法(如零階優(yōu)化算法）對(duì)電纜群的載流量進(jìn)行優(yōu)化，提高了數(shù) 值計(jì)算法的收斂速度，計(jì)算結(jié)果也更加精確，增大電纜群的總載流能力，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化電纜 群載流量的目的； 2、 在本發(fā)明實(shí)施例中，由于通過(guò)構(gòu)建電纜群溫度場(chǎng)有限元模型的基礎(chǔ)上，計(jì)算出電纜 群載流量，即可以應(yīng)用于電纜群全局優(yōu)化，也可以應(yīng)用于非全局優(yōu)化的情況，包括電纜群存 在空管位敷設(shè)方式、指定管位運(yùn)行負(fù)荷敷設(shè)方式、電纜群管位分布優(yōu)化、新增管位鋪設(shè)方案 優(yōu)化等多種情況，得到的優(yōu)化結(jié)果對(duì)電纜群的運(yùn)行和設(shè)計(jì)均有著重要的指導(dǎo)意義。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。
[0019] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的優(yōu)化電纜群載流量的方法的流程圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的優(yōu)化電纜群載流量的方法應(yīng)用場(chǎng)景中電纜群敷設(shè)的結(jié)構(gòu) 示意圖； 圖3為圖2中各電纜幾何尺寸的應(yīng)用示意圖； 圖4為圖2中各電纜物理參數(shù)的應(yīng)用示意圖； 圖5為圖2中幾何模型剖分后單根電纜及其周邊區(qū)域的剖分示意圖； 圖6為圖5中單根電纜剖分的放大圖； 圖7為圖2中電纜群內(nèi)各電纜電流值分布的示意圖； 圖8為圖2中電纜群內(nèi)各電纜線(xiàn)芯溫度分布的示意圖； 圖9為圖2中手工調(diào)節(jié)后電纜群內(nèi)各電纜電流值分布的示意圖； 圖10為圖2中手工調(diào)節(jié)后電纜群內(nèi)各電纜線(xiàn)芯溫度分布的示意圖； 圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的優(yōu)化電纜群載流量的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步地詳細(xì)描述。
[0021] 如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種優(yōu)化電纜群載流量方法，所述方法包括： 步驟S101、獲取電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物理參數(shù)，以及獲取所述電纜群內(nèi)每一 電纜的幾何尺寸及物理參數(shù)； 具體過(guò)程為，首先，勘測(cè)電纜群敷設(shè)情況，獲取電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸以及物理參 數(shù)；其中，電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸包括電纜溝槽的幾何尺寸、隧道的幾何尺寸和排管的 幾何尺寸；電纜群敷設(shè)環(huán)境的物理參數(shù)包括但不限于土壤的導(dǎo)熱系數(shù)、空氣間隙的對(duì)流換 熱系數(shù)、土壤底層溫度、空氣溫度、電纜群的埋設(shè)深度、電纜溝槽的導(dǎo)熱系數(shù)、隧道的導(dǎo)熱系 數(shù)和排管的導(dǎo)熱系數(shù)； 作為一個(gè)例子，電纜群的敷設(shè)方式如圖2所示，共有3行4列12根電纜，排管行間距和 列間距均為240mm，埋設(shè)深度為0. 7米，空氣溫度設(shè)為15°C，土壤深層溫度為KTC，土壤導(dǎo)熱 系數(shù)定為IW/ (m*K)，土壤與空氣之間的對(duì)流換熱系數(shù)取為10W/ (m~2*K)。
[0022] 其次，獲取電纜群中各電纜的幾何尺寸以及物理參數(shù)；其中，電纜群每一電纜的幾 何尺寸包括每一電纜各物理層的幾何尺寸，如線(xiàn)芯(導(dǎo)體）直徑、線(xiàn)芯(導(dǎo)體）屏蔽直徑等等； 電纜群每一電纜的物理參數(shù)均包括但不限于電纜線(xiàn)芯（即導(dǎo)體）的導(dǎo)熱系數(shù)、絕緣層的導(dǎo)熱 系數(shù)、填充物的導(dǎo)熱系數(shù)、內(nèi)外護(hù)層的導(dǎo)熱系數(shù)、電纜線(xiàn)芯的直流電阻、電纜線(xiàn)芯的電阻溫 度系數(shù)、電纜金屬屏蔽層的電阻、電纜鎧裝層的電阻、電纜的比熱容以及與四周相鄰電纜之 間的間距； 作為一個(gè)例子，圖2電纜群中每一根電纜的型號(hào)均為YJV22-8. 7/10kV-3*300,各電纜 的幾何尺寸見(jiàn)圖3,各電纜的物理參數(shù)見(jiàn)圖4。
[0023] 步驟S102、構(gòu)建電纜群溫度場(chǎng)有限元模型，并將所述獲取到的電纜群敷設(shè)環(huán)境的 幾何尺寸及物理參數(shù)，以及所述電纜群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸及物理參數(shù)均導(dǎo)入所述構(gòu)建 好的電纜群溫度場(chǎng)有限元模型中，得到所述電纜群內(nèi)每一電纜的線(xiàn)芯溫度； 具體過(guò)程為，步驟S201、建立電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型，并將獲取到的電纜群敷設(shè)環(huán)境 的幾何尺寸及電纜群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸導(dǎo)入建立的電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型中； 具體為，該幾何模型為電纜群及電纜群周邊區(qū)域沿電纜徑向的二維有限元模型，只涉 及幾何形狀和尺寸。
[0024] 步驟S202、對(duì)電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型進(jìn)行離散處理，得到電纜群區(qū)域剖分成有 限個(gè)三角形單元的組合，并將獲取到的電纜群敷設(shè)環(huán)境的物理參數(shù)及電纜群內(nèi)每一電纜的 物理參數(shù)相應(yīng)的為電纜群區(qū)域內(nèi)各材料屬性的參數(shù)值賦值； 具體為，由于電纜本體為結(jié)構(gòu)最精密的部分，并且為產(chǎn)生熱量的部分，因此幾何模型需 要剖分的精細(xì)，以滿(mǎn)足計(jì)算精度的需要，而對(duì)于周?chē)寥绤^(qū)域，其對(duì)整體散熱的影響效果不 大，可以將其模型剖分的粗糙，以滿(mǎn)足計(jì)算速度的要求。
[0025] 作為一個(gè)例子，將圖2中的電纜群進(jìn)行剖分，得到電纜群中單根電纜及其周邊區(qū) 域的剖分示意圖（如圖5所示）以及電纜群中單根電纜放大觀(guān)察后的剖分示意圖（如圖6所 示)。
[0026] 步驟S203、設(shè)置電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型的載荷及邊界條件；其中，載荷包括電 纜線(xiàn)芯(導(dǎo)體）熱損耗、電纜屏蔽層損耗和鎧裝層損耗； 具體為，對(duì)于載荷可分別通過(guò)計(jì)算公式獲得，如導(dǎo)體熱損耗的計(jì)算公式，見(jiàn)式（1)、（2) 和（3):

【權(quán)利要求】
1. 一種優(yōu)化電纜群載流量方法，其特征在于，所述方法包括： a、 獲取電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物理參數(shù)，以及獲取所述電纜群內(nèi)每一電纜的幾 何尺寸及物理參數(shù)； b、 構(gòu)建電纜群溫度場(chǎng)有限元模型，并將所述獲取到的電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物 理參數(shù)，以及所述電纜群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸及物理參數(shù)均導(dǎo)入所述構(gòu)建好的電纜群溫 度場(chǎng)有限元模型中，得到所述電纜群內(nèi)每一電纜的線(xiàn)芯溫度；以及 c、 將所述得到的每一電纜的線(xiàn)芯溫度以預(yù)設(shè)的溫度閾值為約束條件，構(gòu)建電纜群載流 量?jī)?yōu)化的數(shù)學(xué)模型，并采用預(yù)設(shè)的優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的每一電纜的電流值及 電纜群的總載流量。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b的具體步驟包括： 建立電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型，并將所述獲取到的電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及所述 電纜群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸導(dǎo)入所述建立的電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型中； 對(duì)所述電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型進(jìn)行離散處理，得到電纜群區(qū)域剖分成有限個(gè)三角形 單元的組合，并將所述獲取到的電纜群敷設(shè)環(huán)境的物理參數(shù)及所述電纜群內(nèi)每一電纜的物 理參數(shù)相應(yīng)的為所述電纜群區(qū)域內(nèi)各材料屬性的參數(shù)值賦值； 設(shè)置所述電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型的載荷及邊界條件； 對(duì)所述已設(shè)置好載荷及邊界條件的電纜群溫度場(chǎng)的幾何模型進(jìn)行求解，得到電纜群溫 度場(chǎng)的分布，進(jìn)一步確定出所述電纜群內(nèi)每一電纜的線(xiàn)芯溫度。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述載荷包括電纜線(xiàn)芯熱損耗、電纜屏蔽層 損耗和銷(xiāo)裝層損耗。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c的具體步驟包括： 確定所述電纜群載流量?jī)?yōu)化的數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)、設(shè)計(jì)變量及狀態(tài)變量；其中，所述 設(shè)計(jì)變量為電纜的電流值；所述狀態(tài)變量為電纜線(xiàn)芯溫度； 將所述得到的每一電纜的線(xiàn)芯溫度以預(yù)設(shè)的溫度閾值為約束條件，采用零階優(yōu)化算法 進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的每一電纜的電流值及電纜群的總載流量。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸包括電 纜溝槽的幾何尺寸、隧道的幾何尺寸和排管的幾何尺寸；所述電纜群敷設(shè)環(huán)境的物理參數(shù) 包括土壤的導(dǎo)熱系數(shù)、空氣間隙的對(duì)流換熱系數(shù)、土壤底層溫度、空氣溫度、電纜群的埋設(shè) 深度、電纜溝槽的導(dǎo)熱系數(shù)、隧道的導(dǎo)熱系數(shù)和排管的導(dǎo)熱系數(shù)。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述電纜群每一電纜的幾何尺寸均包括 電纜各物理層的幾何尺寸；所述電纜群每一電纜的物理參數(shù)均包括電纜線(xiàn)芯的導(dǎo)熱系數(shù)、 絕緣層的導(dǎo)熱系數(shù)、填充物的導(dǎo)熱系數(shù)、內(nèi)外護(hù)層的導(dǎo)熱系數(shù)、電纜線(xiàn)芯的直流電阻、電纜 線(xiàn)芯的電阻溫度系數(shù)、電纜金屬屏蔽層的電阻、電纜鎧裝層的電阻、電纜的比熱容以及與四 周相鄰電纜之間的間距。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括： 確定每一電纜的散熱條件的好壞程度值，并將所述確定的每一電纜的散熱條件的好壞 程度值由高至低的順序進(jìn)行排列； 按照所述排列后的順序，依序調(diào)高所述優(yōu)化后的每一電纜的電流值，使得每一電纜的 線(xiàn)芯溫度增加，直至每一電纜的線(xiàn)芯溫度與所述預(yù)設(shè)的溫度閾值之間的差值均滿(mǎn)足預(yù)定條 件為止，則確定調(diào)整后的每一電纜的電流值及電纜群的總載流量。
8. -種優(yōu)化電纜群載流量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 參數(shù)獲取單元，用于獲取電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物理參數(shù)，以及獲取所述電纜 群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸及物理參數(shù)； 有限元模型構(gòu)建單元，用于構(gòu)建電纜群溫度場(chǎng)有限元模型，并將所述獲取到的電纜群 敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸及物理參數(shù)，以及所述電纜群內(nèi)每一電纜的幾何尺寸及物理參數(shù)均導(dǎo) 入所述構(gòu)建好的電纜群溫度場(chǎng)有限元模型中，得到所述電纜群內(nèi)每一電纜的線(xiàn)芯溫度； 優(yōu)化單元，用于將所述得到的每一電纜的線(xiàn)芯溫度以預(yù)設(shè)的溫度閾值為約束條件，構(gòu) 建電纜群載流量?jī)?yōu)化的數(shù)學(xué)模型，并采用預(yù)設(shè)的優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的每一電 纜的電流值及電纜群的總載流量。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜群敷設(shè)環(huán)境的幾何尺寸包括電纜 溝槽的幾何尺寸、隧道的幾何尺寸和排管的幾何尺寸；所述電纜群敷設(shè)環(huán)境的物理參數(shù)包 括土壤的導(dǎo)熱系數(shù)、空氣間隙的對(duì)流換熱系數(shù)、土壤底層溫度、空氣溫度、電纜群的埋設(shè)深 度、電纜溝槽的導(dǎo)熱系數(shù)、隧道的導(dǎo)熱系數(shù)和排管的導(dǎo)熱系數(shù)。
10. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜群每一電纜的幾何尺寸均包括電 纜各物理層的幾何尺寸；所述電纜群每一電纜的物理參數(shù)均包括電纜線(xiàn)芯的導(dǎo)熱系數(shù)、絕 緣層的導(dǎo)熱系數(shù)、填充物的導(dǎo)熱系數(shù)、內(nèi)外護(hù)層的導(dǎo)熱系數(shù)、電纜線(xiàn)芯的直流電阻、電纜線(xiàn) 芯的電阻溫度系數(shù)、電纜金屬屏蔽層的電阻、電纜鎧裝層的電阻、電纜的比熱容以及與四周 相鄰電纜之間的間距。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104484536SQ201410836047
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】張冠軍, 盧旭, 張家寧, 鄧軍波, 余鵬, 田杰, 胡冉, 時(shí)亨通 申請(qǐng)人:深圳供電局有限公司, 西安交通大學(xué)