华南理工大学学报(自然科学版)

作者：牛海清, 黄世杰, 王东, 等

单位：1.华南理工大学 电力学院，广东 广州 5106402.浙江中新电力工程建设有限公司，浙江 杭州 311200

关键词：配网电缆,数字孪生,降阶模型,温度场重构

基金：核电安全监控技术与装备国家重点实验室开放基金项目(K-A2021.425);国家电网浙江电力公司企业科技项目(HDXS3-2110037)

电力设备的物理状态感知是建设智能电网的关键点之一。数字孪生技术可实时映射并快速预测设备的物理状态，但现有建模方法难以满足电缆温度场数字孪生模型的实时计算要求。鉴于此，该文提出了一种基于降阶模型的配网电缆温度场数字孪生建模方法。首先，建立电缆多物理场全阶模型，基于奇异值分解和响应面插值方法建立其稳态温度场降阶模型；然后，结合稳态温度场降阶模型及电缆表面温度数据，通过实时求解多回路电缆传热反问题重构当前的电缆内部瞬态温度场，并基于排管敷设电缆温升试验验证了方法的正确性。进一步地，将该方法应用于实际运行的10 kV电缆的内部瞬态温度场重构，将重构结果作为已知初始状态，基于稳态温度场降阶模型和改进叠加法快速预测应急状态下的电缆导体温度。与全阶模型相比，电缆导体温度重构值的最大相对误差为1.76%，应急状态运行的导体温度预测误差为1.01%，单次重构和预测计算时间分别为8.1 s和3.6 s，计算效率分别提高约35 555倍和6 000倍。该方法兼顾了计算速度、计算精度和建模成本，对其他类型电力设备温度场数字孪生建模具有参考意义。

来源：2025年第1期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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