基于有限元和粒子群算法的电缆周围土壤热特性参数估算方法

土壤导热系数、比热容等土壤热特性参数受土壤组成成分、颗粒大小、紧密程度、含水率等因素的影响而在不同地区、不同季节下呈现较大差异,给电缆载流量的准确计算带来困难。为此,在电缆外皮温度实测的基础上,提出了一种基于有限元和粒子群算法的土壤热特性参数估算方法,其基本原理是将电缆外皮温度的有限元计算值与实测值进行比较,通过粒子群算法优化土壤热特性参数,直至2者的平均误差最小。研究结果表明:与阶跃负荷及周期负荷电缆温升试验数据进行对比,基于估算的电缆周围土壤热特性参数的电缆导体和外皮温度的计算值与其试验实测值相符合,2者之间的平均误差均不超过2℃,说明所提出的土壤热特性参数估算方法的可行性。在电缆实际运行中,电力部门可以利用该方法对电缆周围土壤的热特性参数进行估算,以便准确计算电缆载流量、合理调度其负荷。