[发明专利]基于多阶跃负荷的直埋三芯电缆载流量预测方法及系统

权利要求书

1.基于多阶跃负荷的直埋三芯电缆载流量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取三芯电缆每天的负荷拟合曲线，根据所述负荷拟合曲线获取三芯电缆每天的电流最大值，基于多阶跃电流函数和所述电流最大值获得所述三芯电缆的多阶跃电流；

对所述三芯电缆和电缆外部的土壤部分分别进行热路建模，将所述三芯电缆的热路和电缆外部的土壤部分的热路连接起来，构成直埋三芯电缆热路模型；

以所述三芯电缆的多阶跃电流为电流激励连续加载至所述直埋三芯电缆热路模型中的电缆本体上，对所述直埋三芯电缆热路模型进行求解，得到多个电缆表皮温度；

根据多个多阶跃电流对应的所述电缆表皮温度构建载流量时序特征集；

构建长短期记忆VT-LSTM预测模型，将所述载流量时序特征集对所述长短期记忆VT-LSTM预测模型进行训练，得到训练好的长短期记忆VT-LSTM预测模型，其中，长短期记忆VT-LSTM预测模型是将原始LSTM中的输入与遗忘门合并为新的门控单元；

获取未来时刻的电缆表皮测量温度，将所述电缆表皮测量温度输入到训练好的长短期记忆VT-LSTM预测模型中，得到未来时刻的电缆载流量预测值。

2.根据权利要求1所述的基于多阶跃负荷的直埋三芯电缆载流量预测方法，其特征在于，获取三芯电缆每天的负荷拟合曲线，根据所述负荷拟合曲线获取三芯电缆每天的电流最大值，基于多阶跃电流函数和所述电流最大值获得所述三芯电缆的多阶跃电流的步骤具体包括：

获取三芯电缆在全年运行的用电高峰期间的负荷数据，对三芯电缆在全年运行的用电高峰期间的负荷数据进行曲线拟合，得到电缆全年负荷拟合曲线；

对所述电缆全年负荷拟合曲线以滑动24小时时间窗口进行划分，得到多个电缆24小时负荷拟合曲线，获取每个电缆24小时负荷拟合曲线中的电流最大值，通过下式的阶跃电流函数计算三芯电缆在每天的多阶跃电流为：

式中，t为时刻，为第t时刻的多阶跃电流，I_max为电流最大值。

3.根据权利要求1所述的基于多阶跃负荷的直埋三芯电缆载流量预测方法，其特征在于，对所述三芯电缆和电缆外部的土壤部分分别进行热路建模，将所述三芯电缆的热路和电缆外部的土壤部分的热路连接起来，构成直埋三芯电缆热路模型的步骤具体包括：

根据IEC 60853标准对所述三芯电缆进行热路建模，得到三芯电缆的热路，其中，所述三芯电缆的分层结构由内至外依次为导体、绝缘层和外护套；

对电缆外部的土壤部分进行热路建模，得到电缆外部的土壤部分的热路；

将所述三芯电缆的热路和电缆外部的土壤部分的热路连接起来，构成直埋三芯电缆热路模型。

4.根据权利要求1所述的基于多阶跃负荷的直埋三芯电缆载流量预测方法，其特征在于，还包括：

通过下式计算电缆外部的土壤部分的热路的等效热容为：

式中，表示第i层土壤的等效热容，i表示土壤的层数，r_ex,i表示第i层土壤的外径，r_in,i表示第i层土壤的内径，Q_p表示土壤的体比热容；

通过下式计算电缆外部的土壤部分的热路的等效热阻为：

式中，R_s1表示第一层土壤的等效热阻，R_si表示第i层土壤的等效热阻，K表示土壤的总层数，R_sK表示第K层土壤的等效热阻，R₁表示第一层土壤的参考热阻，R_i-1表示第i-1层土壤的参考热阻，R_i表示第i层土壤的参考热阻，R_K-1表示第K-1层土壤的参考热阻，其中，

式中，表示土壤的热阻系数，h_i表示第i层土壤的厚度，h_K-1表示第K-1层土壤的厚度，r_in,K-1表示第K-1层土壤的内径。