[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于多数据源的输变电线路动态增容方法，包括以下步骤：A)构建试验装置，在实验室条件下获得电缆导体温度对外护套温度、环境温湿度、风速及风向的函数F， T导体＝F(T外护套,Te,He,We,δe)，其中T外护套为外护套温度，Te为环境温度，He为环境湿度，We为风速，δe为风向与电缆的夹角；B)在实验室条件下获得电缆散热功率对外护套温度、环境温湿度、风速及风向的函数G，P散热＝ G(T外护套,Te,He,We,δe)；C)沿目标电缆设置温度监控设备和环境监控设备，周期性获取目标电缆外护套温度、环境温湿度、风速及风向，根据步骤A)获得的监控数据以及函数F，获得目标电缆的导体温度T导体，若导体温度T导体超过k ×T_max，则发出报警，其中k为裕度系数，k<1，T_max为导体温度上限值；D) 获得单位长度目标电缆当前的等效阻值R，将获取的目标电缆外护套温度、环境温湿度、风速及风向代入函数G，构建等式P散热＝P_load×R，其中P_load为目标电缆负载；E)寻找T外护套的值，使得P_load取得最大值P_load_max，且满足T导体
[0005] 作为优选，步骤A)中，构建的试验装置包括环境模拟箱、测试电缆、测试电缆发热装置和测试电缆温度检测装置，所述测试电缆放置在环境模拟箱内，所述电缆发热装置与测试电缆连接，电缆发热装置使测试电缆具有可控的温度，所述电缆温度检测装置检测测试电缆的外护套温度；所述环境模拟箱包括箱体、风扇、循环风道、热风机、冷风机、加湿器、除湿器、温湿度传感器、风速计和控制模块，所述箱体密闭，所述循环风道两端分别连接箱体的两端，所述风扇、热风机以、冷风机、加湿器以及除湿器均安装在循环风道内，所述温湿度传感器安装在箱体内，检测箱体内空气的温湿度，所述风速计安装在箱体内，所述风速计检测箱体内空气的流速，所述风扇、循环风道、热风机、冷风机、加湿器、除湿器、温湿度传感器以及风速计均与控制模块连接。环境模拟箱能够模拟环境温湿度和风速，提供贴近真实的试验环境。
[0006] 作为优选，所述测试电缆发热装置包括注液头、注液管、回液头、回液管、液箱、注液泵、流速计、加热器、箱内温度传感器、入口温度传感器、出口温度传感器和控制器，所述电缆温度检测装置包括若干个护套温度传感器，所述测试电缆具有预设的长度L，所述测试电缆的两端裸露，所述测试电缆的导体中部加工有通孔，所述注液管一端与注液泵连接，注液泵与液箱连接，所述注液头将注液管与电缆导体一端的通孔连通，所述回液头将回液管与电缆导体另一端的通孔连通，所述回液管与液箱连接，所述流速计安装在注液头和测试电缆之间，检测测试电缆内液体流速，所述加热器安装在液箱内，所述箱内温度传感器安装在液箱内，检测液箱内液体的温度，所述入口温度传感器安装在注液头上，检测注液头内液体的温度，所述出口温度传感器安装在回液头上，检测回液头内液体的温度，若干个护套温度传感器安装在测试 电缆外护套上，检测外护套上的温度，测试电缆两端均设有护套温度传感器，所述注液泵、加热器、箱内温度传感器、入口温度传感器、出口温度传感器以及若干个护套温度传感器均与控制器连接。使用加热到预设温度的液体使电缆的导体温度达到预设温度，不用通过大电流加热导体，节省了能源，且提高了安全性。将加热到预设温度的液体通入测试电缆，并维持一段时间，即可使电缆的温度达到稳态，此时进行温度的检测即能够获得测试电缆的散热情况，进而获得电缆的散热模型。通过流速计以及对注液泵的反馈控制，能够稳定液体的流速，减少试验的干扰和误差。
[0007] 作为优选，所述电缆发热装置还包括温度补偿器，所述温度补偿器安装在注液管上，所述温度补偿器包括壳体、补偿筒、滑塞、补偿弹簧、补液管、锁定头、前置温度传感器、前端温度传感器和后端温度传感器，所述壳体安装在注液管上，所述补偿筒安装在壳体内，所述补偿筒一端开口一端封闭，所述补偿筒开口端与注液管连通，所述滑塞安装在补偿筒内，所述滑塞与补偿筒内壁抵接，所述补偿弹簧一端与滑塞固定连接，补偿弹簧另一端与补偿筒封闭端固定连接，所述补液管一端连通筒靠近封闭端的部分，补液管另一端与注液管连通，所述锁定头安装在补偿筒外壁，所述锁定头用于锁定及解锁滑塞，所述补偿弹簧两端通过导线与电子开关K1和电源VT1连接，所述前置温度传感器安装在注液管上，所述前置温度传感器位于补偿筒靠近注液泵的一侧，所述前端温度传感器安装在补偿筒靠近注液管的位置，所述后端温度传感器安装在补偿筒靠近补液管的位置，所述电子开关K1控制端、锁定头、前置温度传感器、前端温度传感器以及后端温度传感器均与控制器连接。通过温度补偿器能够使液体温度更加均匀，提高电缆散热模型的准确度。通过对液箱内的液体进行加热，使其达到预设的温度，由于加热器不可能加热每个部位的液体，导致液体的温度存在分布不均匀的情况。但温度差异并不大，采用温度补偿器能够补偿温度分布的不均匀。弹簧通电收缩，其收缩量与通过的电流大小有关。通过PWM方式控制电子开关K1闭合的占空比，能够控制流过补偿弹簧的电流大小，进而控制补偿弹簧的收缩量，前端温度传感器所在位置为低温液体，后端温度传感器所在位置为高温液体，补偿弹簧收缩量增大时，会将高温液体压入注液管，反之，当补偿弹簧收缩量减小时，会将低温液体压入注液管，进而补偿注液管内温度的分布不均匀性。将锁定头锁紧，使滑塞不能移动，锁定头可以使用电磁锁、电动推杆等，而后给补偿弹簧通电，使补偿弹簧发热，实现加热后端温度传感器所在位置的液体的作用。
[0008] 作为优选，所述锁定头包括锁定管、锁定块和锁定弹簧，所述锁定管安装在补偿筒上，所述锁定块与锁定管滑动连接，所述锁定弹簧一端与锁定块固定连接，锁定弹簧另一端与锁定管固定连接，所述补偿筒开有用于锁定块通过的孔，所述锁定块位置与滑塞对应，所述锁定弹簧两端通过导线与电子开关K2和电源VT2连接，所述电子开关K2控制端与控制器连接。通过PWM方式控制电子开关K1闭合的占空比增加，使通过锁定弹簧的电流增大，锁定弹簧收缩，此时锁定头解锁，滑塞可以移动，反之，当电子开关K1闭合的占空比减小，锁定弹簧伸长，滑塞被锁紧无法移动。
[0009] 作为优选，步骤A)中，获得电缆导体温度对外护套温度、环境温湿度、风速及风向的函数F的方法包括：A1)使用加热器加热液箱中的液体，使其温度达到值T1，用于模拟电缆的导体的温度，开启注液泵，将温度为T1的液体注入测试电缆，监测入口温度传感器、出口温度传感器以及若干个护套温度传感器的监测值；A2)当护套温度传感器的值基本稳定时，表示测试电缆的温度已达稳态，此时读取测试电缆靠近注液头一端位置的护套温度传感器的值记为外护套首端温度T1_s，读取测试电缆靠近回液头一端位置的护套温度传感器的值记为外护套尾端温度T1_e，读取流速计监测值V，由环境模拟箱读取环境温湿度和风速，改变测试电缆的摆放方向，模拟风向δe，环境模拟箱大小允许测试电缆以任意方向摆放；A3)将导体温度T1、外护套首端温度T1_s、外护套尾端温度T1_e、流速V、环境温湿度HT、风速W和风向δe作为一组模拟数据，获得函数F时，电缆外护套温度采用外护套首端温度T1_s。
[0010] 作为优选，步骤B)中，获得电缆散热功率对外护套温度、环境温湿度、风速及风向的函数G的方法包括：B1)获得当前模拟环境下的外护套首端温度T1_s、外护套尾端温度T1_e、流速V、测试电缆长度L、测试电缆通孔横截面积S、液体密度ρ液以及液体比热容c液；B2)计算测试电缆在当前环境Et下单位长度目标电缆的散热功率P散热，P散热＝c液·ρ液·S·V·(T1s‑T1_e)；B3)将 P散热与外护套温度、环境温湿度、风速及风向关联，作为样本数据；B4)改变步骤B1)中的模拟环境，重复步骤B1)至B3)，获得足够的样本数据；B5)使用步骤B4)获得的样本数据，建立并训练神经网络模型，所述神经网络模型作为函数G。
[0011] 本发明的实质性效果是：获得电缆导体温度对外护套温度、环境温湿度、风速及风向的函数F，能够为电缆导体温度的准确监控提供可靠的数学模型，通过获得电缆散热功率的计算函数，能够根据当前环境直接得出电缆的负荷上限，快速获得电缆增容的上限，提供动态增容结果。
附图说明
[0012] 图1为实施例一动态增容方法流程图。
[0013] 图2为实施例一电缆散热模拟设备结构示意图。
[0014] 图3为实施例一测试电缆结构示意图。
[0015] 图4为实施例二温度补偿器结构示意图。
[0016] 其中：100、测试电缆，101、护套层，102、铠装层，103、内衬层，104、导体， 105、绝缘层，200、管道，301、注液头，302、注液管，303、回液管，400、温度补偿器，401、补偿弹簧，402、滑塞，403、补偿筒，404、锁定块，405、锁定弹簧，406、锁定管，407、补液管，408、壳体。
具体实施方式
[0017] 下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
[0018] 一种基于多数据源的输变电线路动态增容方法，如图1所示，包括以下步骤：A)构建试验装置，在实验室条件下获得电缆导体温度对外护套温度、环境温湿度、风速及风向的函数F，T导体＝F(T外护套,Te,He,We,δe)，其中T外护套为外护套温度，Te为环境温度，He为环境湿度，We为风速，δe为风向与电缆的夹角；B)在实验室条件下获得电缆散热功率对外护套温度、环境温湿度、风速及风向的函数G，P散热＝G(T外护套,Te,He,We,δe)；C)沿目标电缆设置温度监控设备和环境监控设备，周期性获取目标电缆外护套温度、环境温湿度、风速及风向，根据步骤A)获得的监控数据以及函数F，获得目标电缆的导体温度T导体，若导体温度T导体超过k×T_max，则发出报警，其中k为裕度系数，k<1，T_max 为导体温度上限值；D)获得单位长度目标电缆当前的等效阻值R，将获取的目标电缆外护套温度、环境温湿度、风速及风向代入函数G，构建等式P散热＝ P_load×R，其中P_load为目标电缆负载；E)寻找T外护套的值，使得P_load取得最大值P_load_max，且满足T导体
[0019] 如图2所示，步骤A)中，构建的试验装置包括环境模拟箱、测试电缆100、测试电缆100发热装置和测试电缆100温度检测装置，测试电缆100放置在环境模拟箱内，测试电缆
100由外至内依次为护套层101、铠装层102、内衬层 103和若干个覆盖有绝缘层105的导体
104，电缆发热装置与测试电缆100连接，电缆发热装置使测试电缆100具有可控的温度，电缆温度检测装置检测测试电缆100的外护套温度；环境模拟箱包括箱体、风扇、循环风道、热风机、冷风机、加湿器、除湿器、温湿度传感器、风速计和控制模块，箱体密闭，循环风道两端分别连接箱体的两端，风扇、热风机以、冷风机、加湿器以及除湿器均安装在循环风道内，温湿度传感器安装在箱体内，检测箱体内空气的温湿度，风速计安装在箱体内，风速计检测箱体内空气的流速，风扇、循环风道、热风机、冷风机、加湿器、除湿器、温湿度传感器以及风速计均与控制模块连接。环境模拟箱能够模拟环境温湿度和风速，提供贴近真实的试验环境。
电缆包括架空电缆和穿井电缆，穿井电缆包括位于电缆管道200内的若干根并排的电缆，沿目标电缆上设置温度监控器包括红外温度监测器和热电偶温度监测器；红外温度监测器安装在塔架上，红外温度监测器包括红外图像测温单元和通信模块，红外图像测温单元拍摄塔架两侧电缆的红外图像并转换为温度分布图，红外图像测温单元与通信模块连接；热电偶温度监测器包括控制单元、若干个热电偶温度检测单元和通信装置，若干个热电偶温度检测单元沿目标电缆布置，检测目标电缆外护套温度，若干个热电偶温度检测单元均与控制单元连接，控制单元与通信装置连接。
[0020] 如图3所示，测试电缆100发热装置包括注液头301、注液管302、回液头、回液管303、液箱、注液泵、流速计、加热器、箱内温度传感器、入口温度传感器、出口温度传感器和控制器，电缆温度检测装置包括若干个护套温度传感器，测试电缆100具有预设的长度L，测试电缆100的两端裸露，测试电缆100 的导体中部加工有通孔，注液管302一端与注液泵连接，注液泵与液箱连接，注液头301将注液管302与电缆导体一端的通孔连通，回液头将回液管303与电缆导体另一端的通孔连通，回液管303与液箱连接，流速计安装在注液头 301和测试电缆100之间，检测测试电缆100内液体流速，加热器安装在液箱内，箱内温度传感器安装在液箱内，检测液箱内液体的温度，入口温度传感器安装在注液头301上，检测注液头301内液体的温度，出口温度传感器安装在回液头上，检测回液头内液体的温度，若干个护套温度传感器安装在测试 电缆外护套上，检测外护套上的温度，测试电缆100两端均设有护套温度传感器，注液泵、加热器、箱内温度传感器、入口温度传感器、出口温度传感器以及若干个护套温度传感器均与控制器连接。使用加热到预设温度的液体使电缆的导体温度达到预设温度，不用通过大电流加热导体，节省了能源，且提高了安全性。将加热到预设温度的液体通入测试电缆100，并维持一段时间，即可使电缆的温度达到稳态，此时进行温度的检测即能够获得测试电缆100的散热情况，进而获得电缆的散热模型。通过流速计以及对注液泵的反馈控制，能够稳定液体的流速，减少试验的干扰和误差。
[0021] 电缆发热装置还包括温度补偿器400，温度补偿器400安装在注液管302 上，如图4所示，温度补偿器400包括壳体408、补偿筒403、滑塞402、补偿弹簧401、补液管407、锁定头、前置温度传感器、前端温度传感器和后端温度传感器，壳体408安装在注液管302上，补偿筒403安装在壳体408内，补偿筒403一端开口一端封闭，补偿筒403开口端与注液管302连通，滑塞402安装在补偿筒403内，滑塞402与补偿筒403内壁抵接，补偿弹簧401一端与滑塞402固定连接，补偿弹簧401另一端与补偿筒403封闭端固定连接，补液管 407一端连通筒靠近封闭端的部分，补液管407另一端与注液管302连通，锁定头安装在补偿筒403外壁，锁定头用于锁定及解锁滑塞402，补偿弹簧401 两端通过导线与电子开关K1和电源VT1连接，前置温度传感器安装在注液管 302上，前置温度传感器位于补偿筒403靠近注液泵的一侧，前端温度传感器安装在补偿筒403靠近注液管302的位置，后端温度传感器安装在补偿筒403 靠近补液管407的位置，电子开关K1控制端、锁定头、前置温度传感器、前端温度传感器以及后端温度传感器均与控制器连接。通过温度补偿器400能够使液体温度更加均匀，提高电缆散热模型的准确度。通过对液箱内的液体进行加热，使其达到预设的温度，由于加热器不可能加热每个部位的液体，导致液体的温度存在分布不均匀的情况。但温度差异并不大，采用温度补偿器400能够补偿温度分布的不均匀。弹簧通电收缩，其收缩量与通过的电流大小有关。通过PWM方式控制电子开关K1闭合的占空比，能够控制流过补偿弹簧401的电流大小，进而控制补偿弹簧401的收缩量，前端温度传感器所在位置为低温液体，后端温度传感器所在位置为高温液体，补偿弹簧401收缩量增大时，会将高温液体压入注液管302，反之，当补偿弹簧401收缩量减小时，会将低温液体压入注液管302，进而补偿注液管302内温度的分布不均匀性。将锁定头锁紧，使滑塞402不能移动，锁定头可以使用电磁锁、电动推杆等，而后给补偿弹簧 401通电，使补偿弹簧401发热，实现加热后端温度传感器所在位置的液体的作用。
[0022] 锁定头包括锁定管406、锁定块404和锁定弹簧405，锁定管406安装在补偿筒403上，锁定块404与锁定管406滑动连接，锁定弹簧405一端与锁定块 404固定连接，锁定弹簧405另一端与锁定管406固定连接，补偿筒403开有用于锁定块404通过的孔，锁定块404位置与滑塞402对应，锁定弹簧405两端通过导线与电子开关K2和电源VT2连接，电子开关K2控制端与控制器连接。通过PWM方式控制电子开关K1闭合的占空比增加，使通过锁定弹簧405的电流增大，锁定弹簧405收缩，此时锁定头解锁，滑塞402可以移动，反之，当电子开关K1闭合的占空比减小，锁定弹簧405伸长，滑塞402被锁紧无法移动。
[0023] 步骤A)中，获得电缆导体温度对外护套温度、环境温湿度、风速及风向的函数F的方法包括：A1)使用加热器加热液箱中的液体，使其温度达到值T1，用于模拟电缆的导体的温度，开启注液泵，将温度为T1的液体注入测试电缆 100，监测入口温度传感器、出口温度传感器以及若干个护套温度传感器的监测值；A2)当护套温度传感器的值基本稳定时，表示测试电缆100的温度已达稳态，此时读取测试电缆100靠近注液头301一端位置的护套温度传感器的值记为外护套首端温度T1_s，读取测试电缆100靠近回液头一端位置的护套温度传感器的值记为外护套尾端温度T1_e，读取流速计监测值V，由环境模拟箱读取环境温湿度和风速，改变测试电缆100的摆放方向，模拟风向δe，环境模拟箱大小允许测试电缆100以任意方向摆放；A3)将导体温度T1、外护套首端温度 T1_s、外护套尾端温度T1_e、流速V、环境温湿度HT、风速W和风向δe作为一组模拟数据，获得函数F时，电缆外护套温度采用外护套首端温度T1_s。
[0024] 步骤B)中，获得电缆散热功率对外护套温度、环境温湿度、风速及风向的函数G的方法包括：B1)获得当前模拟环境下的外护套首端温度T1_s、外护套尾端温度T1_e、流速V、测试电缆100长度L、测试电缆100通孔横截面积S、液体密度ρ液以及液体比热容c液；B2)计算测试电缆100在当前环境Et下单位长度目标电缆的散热功率P散热，P散热＝c液·ρ液·S·V·(T1s‑T1_e)；B3)将 P散热与外护套温度、环境温湿度、风速及风向关联，作为样本数据；B4)改变步骤B1)中的模拟环境，重复步骤B1)至B3)，获得足够的样本数据；B5)使用步骤B4)获得的样本数据，建立并训练神经网络模型，神经网络模型作为函数G。
[0025] 本实施例的有益技术效果是：获得电缆导体温度对外护套温度、环境温湿度、风速及风向的函数F，能够为电缆导体温度的准确监控提供可靠的数学模型，通过获得电缆散热功率的计算函数，能够根据当前环境直接得出电缆的负荷上限，快速获得电缆增容的上限，提供动态增容结果。
[0026] 以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
