【摘 要】
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国家电网运营着全球电压等级最高、并网新能源规模最大的特大型电网,迫切需要数字化运维变革,这就对海缆的数字化运维提出了更高的要求,需要海缆在电热场计算当中保障准确性的同时,大幅提升现有的计算速度,以实现面向海缆的数字化运维系统。但目前现行的集中针对海缆电热场计算方法（包括有限元法和等效热阻法）都是对海缆电热场全阶计算模型进行计算,仅适用于传统的运维方法,同时现行海缆电热场计算方法并未将接地方式对电热
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国家电网运营着全球电压等级最高、并网新能源规模最大的特大型电网,迫切需要数字化运维变革,这就对海缆的数字化运维提出了更高的要求,需要海缆在电热场计算当中保障准确性的同时,大幅提升现有的计算速度,以实现面向海缆的数字化运维系统。但目前现行的集中针对海缆电热场计算方法（包括有限元法和等效热阻法）都是对海缆电热场全阶计算模型进行计算,仅适用于传统的运维方法,同时现行海缆电热场计算方法并未将接地方式对电热场分布的影响考虑在内,计算结果不够准确。为尽快实现面向海缆的数字化运维系统,需要建立一种针对海缆电热场计算的模型降阶计算方法,在保证计算精度的同时有效减少计算时间,从而实现计算效率的大幅度提升。本文针对海底电缆电热场计算方法开展研究,主要内容如下:（1）对等效热阻法所规定的载流量计算方法进行深入研究,以YJLW03-Z64/110 1×1200mm~2型高压单芯电力电缆为主要研究对象,建立海底电缆本体及软接头电热场计算模型;（2）研究不同接地方式对海缆电热场计算的影响,分别建立不同接地方式下的等效电路,计算对应的感应电流,对海缆本体及软接头电热场计算模型进行修正,以YJLW03-Z 64/110 1×1200mm~2型高压单芯电力电缆为研究对象,对文中所提出的修正计算模型进行计算和试验验证,证明所提出计算方式的可靠性;（3）采取有限元法,在COMSOL软件当中对海缆本体和软接头进行模型搭建,对电磁-热多物理场计算模型进行计算分析,并且搭建海底电缆在不同敷设情况下（直埋横排排列、三角排列、直角排列敷设和沟道分层排列、横排排列敷设）的电热场计算模型,研究各种敷设情况以及海缆埋深和环境温度对海缆电热场分布和载流量的影响;（4）提出了一种基于本征正交分解（POD）的海底电缆温度场和载流量计算方法,通过模型降阶以达到提升计算速度的目的,同时结合SNAPSHOTS方法对基于POD的计算方法进行简化,以提高降阶计算模型的计算效率,并对海缆电热场分布进行计算分析,验证降阶模型计算准确性以及对计算速度的提升。
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