東北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院、現(xiàn)代電力體系仿真操控與綠色電能新技能教育部要點試驗室、遼寧省電力有限公司的研討人員王鶴、李興寶、路俊海、羅桓桓、周桂平，在2019年第7期《電工技能學(xué)報》上撰文（論文標(biāo)題為“依據(jù)疊加原理的光纖復(fù)合低壓電纜熱路模型建模”）指出，光纖復(fù)合低壓電纜（OPLC）將光纖與電力電纜有機(jī)地結(jié)合在一起，在建造智能電網(wǎng)、動力互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中具有重要的效果。

溫度的改變對OPLC運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、參數(shù)丈量準(zhǔn)確度具有較大的影響，樹立OPLC的熱路模型具有重要的現(xiàn)實意義。針對OPLC品種繁復(fù)、結(jié)構(gòu)各異的特色，提出了一種依據(jù)疊加原理的OPLC熱路模型建模辦法，首要將不對稱的OPLC等效成幾個對稱的子模型別離建模，然后使用疊加原理將各模型疊加。

在此基礎(chǔ)上，使用粒子群算法完成模型參數(shù)辨識，進(jìn)步參數(shù)精度，得到準(zhǔn)確的熱路模型，從而完成OPLC不同方位溫度的準(zhǔn)確核算。該文以四纜芯OPLC為例樹立OPLC熱路模型，經(jīng)過仿真剖析和試驗驗證，證明了所提辦法的有用性。

近年來，人們對海量信息的需求導(dǎo)致通訊信息傳輸速率越來越高，光纖作為優(yōu)質(zhì)的通訊媒質(zhì)得到了廣泛的使用。光纖的架起進(jìn)程需求很多的資源，將光纖復(fù)合到電力電纜中，能夠削減資源糟蹋及裝置周期。

光纖復(fù)合低壓電纜（Optical Fiber Composite Low-Voltage Cable,OPLC）將光單元與電力電纜相結(jié)合，避免了重復(fù)布線，削減了建造費(fèi)用，縮短了施工周期。OPLC的使用有用處理了光接入網(wǎng)“終究一公里”的難題。OPLC對建造智能電網(wǎng)、完成動力互聯(lián)具有重要的效果。

OPLC穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時，纜芯溫度不超越90℃。當(dāng)OPLC線芯出現(xiàn)短路時，5 s內(nèi)線芯溫度將到達(dá)160℃左右。此刻，纜芯溫度過高，金屬材料或許出現(xiàn)退火現(xiàn)象，損害OPLC安全運(yùn)轉(zhuǎn)；還會使OPLC中光單元受熱變形，導(dǎo)致光信號傳輸中止，損害通訊體系。因而，把握OPLC不同運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下溫度場散布具有重要意義。

現(xiàn)在，經(jīng)過樹立熱路模型取得電力設(shè)備溫度場散布的辦法使用較為廣泛。例如，有學(xué)者對電纜纜芯溫度不同的丈量辦法進(jìn)行比照剖析，論述了熱路模型剖析電纜溫度散布的長處，一起對電力電纜熱路模型的樹立、參數(shù)的獲取進(jìn)行了翔實的論述，但樹立纜芯熱路模型時沒有考慮發(fā)熱纜芯不對稱問題對溫度場散布的影響。

有研討將疊加原理使用于傳熱模仿，能夠準(zhǔn)確地得出節(jié)點溫度。經(jīng)過有限元法驗證了疊加原理取得節(jié)點溫度具有很好地一致性。經(jīng)過試驗驗證了疊加原理取得模型的可靠性。別的，其他研討者對OPLC不同狀況下溫度散布及光單元傳輸特性的影響進(jìn)行了深化的剖析，但沒有樹立熱路模型，溫度的獲取僅經(jīng)過模型仿真，無法完成溫度的實時核算。

現(xiàn)在，關(guān)于OPLC熱路模型的建模辦法沒有有深化的研討，本文參閱電纜等熱路模型的建模辦法，結(jié)合OPLC實踐結(jié)構(gòu)，提出了依據(jù)疊加原理的熱路模型建模辦法，經(jīng)過粒子群算法進(jìn)行參數(shù)辨識優(yōu)化模型參數(shù)，減小了模型溫度核算差錯。

經(jīng)過疊加原理樹立OPLC熱路模型，完成了OPLC溫度散布的準(zhǔn)確核算，處理了OPLC離線檢測時，因離線與在線兩種狀況下纜芯內(nèi)部電流巨細(xì)不同，導(dǎo)致溫度不同，從而導(dǎo)致參數(shù)檢測差錯較大的問題，對保證OPLC的安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要意義。

OPLC的電壓一般在0.6kV/1kV及以下，品種繁復(fù)。以內(nèi)部纜芯數(shù)目及穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時通電纜芯對稱聯(lián)系分類，可分為對稱的單纜芯、雙纜芯、三纜芯，不對稱的四纜芯等類型。

依據(jù)OPLC的典型結(jié)構(gòu)可知，不同纜芯數(shù)目的OPLC熱路模型的結(jié)構(gòu)不同。單纜芯、雙纜芯、三纜芯OPLC運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，因悉數(shù)纜芯均發(fā)熱且經(jīng)過電流巨細(xì)相同，即發(fā)熱量相同，故其熱路模型是對稱散布的，各纜芯的溫度相同。

以纜芯為開始節(jié)點由內(nèi)向外順次設(shè)置節(jié)點，樹立熱路模型。四纜芯OPLC正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，因發(fā)熱纜芯不對稱，導(dǎo)致其溫度場散布出現(xiàn)不均勻狀況，無法直接樹立熱路模型。本文選用依據(jù)疊加定理的建模辦法，有用地處理了四纜芯等溫度場散布不對稱導(dǎo)致OPLC熱路模型建模困難的問題。

本文結(jié)合工程試驗要求的試驗OPLC，以型號為OPLC-ZC-YJV22-0.6/1.4×240+GXT-12B1的變電站至樓宇配電柜間的四纜芯OPLC為研討目標(biāo)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

由圖2能夠看出，OPLC的內(nèi)部纜芯與光單元并不直接觸摸，纜芯由絕緣層包裹。OPLC安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)時，三個相線中有電流經(jīng)過，中性線無電流經(jīng)過，導(dǎo)致熱源是不對稱的。因為OPLC內(nèi)部具有光單元，也使得熱路模型不對稱。

故本文別離樹立四纜芯發(fā)熱時、單纜芯發(fā)熱時的熱路模型，選用疊加原理樹立OPLC實踐運(yùn)轉(zhuǎn)時三纜芯發(fā)熱的熱路模型，并樹立OPLC光纖方位熱路模型，經(jīng)過核算求得光纖方位溫度，終究完成對OPLC各方位溫度的準(zhǔn)確核算。

定論

本文提出了一種依據(jù)疊加原理的OPLC熱路模型建模辦法，有用地處理了多纜芯OPLC熱路模型不對稱導(dǎo)致建模困難的問題，以四纜芯為例具體地介紹了多纜芯不對稱熱路模型的建模辦法，并選用粒子群算法進(jìn)行熱路模型參數(shù)辨識，優(yōu)化了模型參數(shù)，有用地改進(jìn)了熱路模型建模后模型參數(shù)精度低一級問題。

終究經(jīng)過COMSOL仿真及建立溫度丈量試驗渠道兩種辦法驗證了熱路模型建模辦法的可行性。經(jīng)過疊加原理及優(yōu)化OPLC熱路模型參數(shù)，準(zhǔn)確了OPLC不同方位的溫度值，從而進(jìn)步了OPLC參數(shù)檢測精度。