CN104484536B - 一种优化电缆群载流量的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种优化电缆群载流量方法，包括获取电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及获取所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数；构建电缆群温度场有限元模型，并将电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及每一电缆的几何尺寸及物理参数均导入电缆群温度场有限元模型中，得到每一电缆的线芯温度；将每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，构建电缆群载流量优化的数学模型，并采用预设的优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。实施本发明实施例，能够优化数值计算法，提高数值计算法的收敛速度，计算结果也更加精确，增大电缆群的总载流能力，从而实现优化电缆群载流量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电力电缆技术领域，尤其涉及一种优化电缆群载流量的方法和系统。
背景技术
电力电缆的载流量是电缆运行中受环境条件和负荷影响的重要动态参数，其重要性涉及到输电线路的可靠安全可靠、经济合理的运行以及电缆寿命问题。若电缆载流量偏大，则线芯温度超标造成绝缘寿命缩短，甚至直接带来停电事故；而载流量偏小，则线芯金属材料得不到充分的利用，不能充分发挥电缆的传输能力。
目前，对电缆群载流量优化方面的研究主要有以下两个方面：一、在IEC 60287标准的基础上，将电缆群电流之和最大作为目标函数，把每根电缆的线芯温度低于90℃为约束条件，采用改进牛顿法和障碍函数法来求解最优值，确定每一根电缆的优化运行电流；二、将数值计算法引入电缆群载流量的优化设计领域，将每根电缆的线芯温度不超过90℃作为约束条件，电缆群整体载流量为目标函数，经过迭代计算出每根电缆的通流值。
发明人发现，上述两种方法均存在不足之处，其不足之处在于：在第一种方法中，该方法对多根电缆密集敷设及复杂敷设环境下的计算并没有涉及，计算结果的精确性不高，从而无法有效的提高电缆的利用率；在第二种方法中，该方法计算过程复杂，且耗时过长。
因此，亟需一种方法对电缆群载流量进行优化，提高算法的收敛速度，计算结果也更加精确。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种优化电缆群载流量的方法和系统，能够优化数值计算法，提高数值计算法的收敛速度，计算结果也更加精确，增大电缆群的总载流能力，从而实现优化电缆群载流量的目的。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种优化电缆群载流量的方法，所述方法包括：
a、获取电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及获取所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数；
b、构建电缆群温度场有限元模型，并将所述获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数均导入所述构建好的电缆群温度场有限元模型中，得到所述电缆群内每一电缆的线芯温度；以及
c、将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，构建电缆群载流量优化的数学模型，并采用预设的优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
其中，所述步骤b的具体步骤包括：
建立电缆群温度场的几何模型，并将所述获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及所述电缆群内每一电缆的几何尺寸导入所述建立的电缆群温度场的几何模型中；
对所述电缆群温度场的几何模型进行离散处理，得到电缆群区域剖分成有限个三角形单元的组合，并将所述获取到的电缆群敷设环境的物理参数及所述电缆群内每一电缆的物理参数相应的为所述电缆群区域内各材料属性的参数值赋值；
设置所述电缆群温度场的几何模型的载荷及边界条件；
对所述已设置好载荷及边界条件的电缆群温度场的几何模型进行求解，得到电缆群温度场的分布，进一步确定出所述电缆群内每一电缆的线芯温度。
其中，所述载荷包括电缆线芯热损耗、电缆屏蔽层损耗和铠装层损耗。
其中，所述步骤c的具体步骤包括：
确定所述电缆群载流量优化的数学模型的目标函数、设计变量及状态变量；其中，所述设计变量为电缆的电流值；所述状态变量为电缆线芯温度；
将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，采用零阶优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
其中，所述电缆群敷设环境的几何尺寸包括电缆沟槽的几何尺寸、隧道的几何尺寸和排管的几何尺寸；所述电缆群敷设环境的物理参数包括土壤的导热系数、空气间隙的对流换热系数、土壤底层温度、空气温度、电缆群的埋设深度、电缆沟槽的导热系数、隧道的导热系数和排管的导热系数。
其中，所述电缆群每一电缆的几何尺寸均包括电缆各物理层的几何尺寸；所述电缆群每一电缆的物理参数均包括电缆线芯的导热系数、绝缘层的导热系数、填充物的导热系数、内外护层的导热系数、电缆线芯的直流电阻、电缆线芯的电阻温度系数、电缆金属屏蔽层的电阻、电缆铠装层的电阻、电缆的比热容以及与四周相邻电缆之间的间距。
其中，所述方法进一步包括：
确定每一电缆的散热条件的好坏程度值，并将所述确定的每一电缆的散热条件的好坏程度值由高至低的顺序进行排列；
按照所述排列后的顺序，依序调高所述优化后的每一电缆的电流值，使得每一电缆的线芯温度增加，直至每一电缆的线芯温度与所述预设的温度阈值之间的差值均满足预定条件为止，则确定调整后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
本发明实施例还提供了一种优化电缆群载流量系统，所述系统包括：
参数获取单元，用于获取电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及获取所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数；
有限元模型构建单元，用于构建电缆群温度场有限元模型，并将所述获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数均导入所述构建好的电缆群温度场有限元模型中，得到所述电缆群内每一电缆的线芯温度；
优化单元，用于将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，构建电缆群载流量优化的数学模型，并采用预设的优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
其中，所述电缆群敷设环境的几何尺寸包括电缆沟槽的几何尺寸、隧道的几何尺寸和排管的几何尺寸；所述电缆群敷设环境的物理参数包括土壤的导热系数、空气间隙的对流换热系数、土壤底层温度、空气温度、电缆群的埋设深度、电缆沟槽的导热系数、隧道的导热系数和排管的导热系数。
其中，所述电缆群每一电缆的几何尺寸均包括电缆各物理层的几何尺寸；所述电缆群每一电缆的物理参数均包括电缆线芯的导热系数、绝缘层的导热系数、填充物的导热系数、内外护层的导热系数、电缆线芯的直流电阻、电缆线芯的电阻温度系数、电缆金属屏蔽层的电阻、电缆铠装层的电阻、电缆的比热容以及与四周相邻电缆之间的间距。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，由于通过构建电缆群温度场有限元模型的基础上，计算出电缆群载流量，使用优化数值计算法（如零阶优化算法）对电缆群的载流量进行优化，提高了数值计算法的收敛速度，计算结果也更加精确，增大电缆群的总载流能力，从而实现优化电缆群载流量的目的；
2、在本发明实施例中，由于通过构建电缆群温度场有限元模型的基础上，计算出电缆群载流量，即可以应用于电缆群全局优化，也可以应用于非全局优化的情况，包括电缆群存在空管位敷设方式、指定管位运行负荷敷设方式、电缆群管位分布优化、新增管位铺设方案优化等多种情况，得到的优化结果对电缆群的运行和设计均有着重要的指导意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例提供的优化电缆群载流量的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的优化电缆群载流量的方法应用场景中电缆群敷设的结构示意图；
图3为图2中各电缆几何尺寸的应用示意图；
图4为图2中各电缆物理参数的应用示意图；
图5为图2中几何模型剖分后单根电缆及其周边区域的剖分示意图；
图6为图5中单根电缆剖分的放大图；
图7为图2中电缆群内各电缆电流值分布的示意图；
图8为图2中电缆群内各电缆线芯温度分布的示意图；
图9为图2中手工调节后电缆群内各电缆电流值分布的示意图；
图10为图2中手工调节后电缆群内各电缆线芯温度分布的示意图；
图11为本发明实施例提供的优化电缆群载流量的系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种优化电缆群载流量方法，所述方法包括：
步骤S101、获取电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及获取所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数；
具体过程为，首先，勘测电缆群敷设情况，获取电缆群敷设环境的几何尺寸以及物理参数；其中，电缆群敷设环境的几何尺寸包括电缆沟槽的几何尺寸、隧道的几何尺寸和排管的几何尺寸；电缆群敷设环境的物理参数包括但不限于土壤的导热系数、空气间隙的对流换热系数、土壤底层温度、空气温度、电缆群的埋设深度、电缆沟槽的导热系数、隧道的导热系数和排管的导热系数；
作为一个例子，电缆群的敷设方式如图2所示，共有3行4列12根电缆，排管行间距和列间距均为240mm，埋设深度为0.7米，空气温度设为15℃，土壤深层温度为10℃，土壤导热系数定为1 W/（m*K），土壤与空气之间的对流换热系数取为10 W/（ m^2* K）。
其次，获取电缆群中各电缆的几何尺寸以及物理参数；其中，电缆群每一电缆的几何尺寸包括每一电缆各物理层的几何尺寸，如线芯（导体）直径、线芯（导体）屏蔽直径等等；电缆群每一电缆的物理参数均包括但不限于电缆线芯（即导体）的导热系数、绝缘层的导热系数、填充物的导热系数、内外护层的导热系数、电缆线芯的直流电阻、电缆线芯的电阻温度系数、电缆金属屏蔽层的电阻、电缆铠装层的电阻、电缆的比热容以及与四周相邻电缆之间的间距；
作为一个例子，图2电缆群中每一根电缆的型号均为YJV22-8.7/10kV-3*300，各电缆的几何尺寸见图3，各电缆的物理参数见图4。
步骤S102、构建电缆群温度场有限元模型，并将所述获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数均导入所述构建好的电缆群温度场有限元模型中，得到所述电缆群内每一电缆的线芯温度；
具体过程为，步骤S201、建立电缆群温度场的几何模型，并将获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及电缆群内每一电缆的几何尺寸导入建立的电缆群温度场的几何模型中；
具体为，该几何模型为电缆群及电缆群周边区域沿电缆径向的二维有限元模型，只涉及几何形状和尺寸。
步骤S202、对电缆群温度场的几何模型进行离散处理，得到电缆群区域剖分成有限个三角形单元的组合，并将获取到的电缆群敷设环境的物理参数及电缆群内每一电缆的物理参数相应的为电缆群区域内各材料属性的参数值赋值；
具体为，由于电缆本体为结构最精密的部分，并且为产生热量的部分，因此几何模型需要剖分的精细，以满足计算精度的需要，而对于周围土壤区域，其对整体散热的影响效果不大，可以将其模型剖分的粗糙，以满足计算速度的要求。
作为一个例子，将图2中的电缆群进行剖分，得到电缆群中单根电缆及其周边区域的剖分示意图（如图5所示）以及电缆群中单根电缆放大观察后的剖分示意图（如图6所示）。
步骤S203、设置电缆群温度场的几何模型的载荷及边界条件；其中，载荷包括电缆线芯（导体）热损耗、电缆屏蔽层损耗和铠装层损耗；
具体为，对于载荷可分别通过计算公式获得，如导体热损耗的计算公式，见式（1）、（2）和（3）：
（1）
（2）
（3）
式（1）、（2）和（3）中：R为电缆导体单位长度的交流电阻，单位Ω；I为电缆的通流电流，单位A；R′为电缆线芯在最高工作温度下单位长度的直流电阻，单位Ω；、为集肤效应和邻近效应的系数，相应的计算公式见IEC标准；R0为电缆线芯在20℃时单位长度的直流电阻，单位Ω；α20为线芯材料以20℃为基准的电阻温度系数；θ为电缆导体的最高工作温度，单位℃。
如金属屏蔽层的损耗系数计算公式，见式（4）和（5）：
（4）
（5）
式（4）和（5）中：c 为三芯电缆的导体轴心到电缆轴心距离，单位mm；d 为屏蔽层平均直径，单位mm；R s 为金属屏蔽层电阻, 单位Ω；其中，式（4）应用于金属屏蔽层电阻小于100Ω的电缆中；式（5）应用于金属屏蔽层电阻大于100Ω的电缆中
如铠装层损耗系数计算公式，见式（6）：
（6）
式（6）中：为铠装电阻，单位Ω;d A 为铠装平均直径，单位mm。
对于边界条件，可认为电缆群区域的下边界取得足够深时，边界温度与深层土壤温度相同，保持恒定不变；由于求解区域的左右边界距离电缆足够远，因此该边界左右不考虑热交换的过程，但在求解区域的上边界，土壤与空气发生对流换热过程。
步骤S204、对已设置好载荷及边界条件的电缆群温度场的几何模型进行求解，得到电缆群温度场的分布，进一步确定出电缆群内每一电缆的线芯温度。
具体为，利用ANSYS软件对模型进行求解，得到电缆群温度场的分布，从而得到每一根电缆线芯的温度。
步骤S103、将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，构建电缆群载流量优化的数学模型，并采用预设的优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
具体过程为，确定电缆群载流量优化的数学模型的目标函数、设计变量及状态变量；其中，设计变量为电缆的电流值；状态变量为电缆线芯温度；
将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，采用零阶优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
作为一个例子，构建图2中电缆群载流量优化的数学模型，其包括以下几部分：目标函数为100000与电缆群中12根电缆电流之和的差值；设计变量为电缆群中的12根电缆的电流值，其变化范围取为50～1000A；状态变量为电缆群中12根电缆的线芯温度，其变化范围取为10～90℃。
采用零阶优化算法进行优化，见式（7）：
（7）
设计变量和状态变量的约束条件（预设的温度阈值90℃）,可采用罚函数将其转化为无约束方程,如式见式（8）：
（8）
式（7）和（8）中，为100000与电缆群中12根电缆电流之和的差值；xi为电缆群中的12根电缆的电流，a0为12根电缆初始电流之和，ai、bij无量纲，表示一维和二维情况下的收敛系数，gi、hi、wi为电缆群中12根电缆的线芯温度，X、G、H、W为对应的罚函数，pk为惩罚系数，f0为函数的初值。
设计变量（12根电缆电流）的初始值全部设为100A，根据现有经验，最大迭代次数取为50次可满足要求。按照以上设置，计算出电缆群载流量达到最大时12根电缆的电流分布情况（如图7所示），以及相对应的各根电缆线芯温度的分布情况（如图8所示）。应当说明的是，图7的电流值和图8中的线芯温度与图2中12根电缆一一对应的。
将图7中12根电缆的电流值相加，得到电缆群载流量为3586A。而采用传统的迭代法来进行优化，给12根电缆导通相同的电流值，则在电流值为294A时，某一电缆的线芯温度便可达到90℃时停止优化，得到的电缆群载流量为294A*12=3528A。由此可见，采用本发明实施例中电缆群载流量优化的数值算法后，提高的载流量值为ΔI=3586A-3528A=58A，载流量相比传统迭代法提高了1.6%。应当说明的是，可以从图7和图8看出，电流值和线芯温度分布均是对称的，与计算模型为平面对称是相对应的。
从图8中发现，12根电缆的线芯温度基本都达到了90℃，说明电缆群整体载流量已经基本达到最大，使每根电缆都得到了充分利用。观察图7中电流值分布的情况，可以发现靠近土壤表面的第一行电缆，其电流值相对较大且散热情况较好，尤其是第一行两端的电缆，出现最大电流值，而中间电缆的电流值相对较小且散热情况最差，因此需要对优化结果进行调节，所述方法进一步包括：
确定每一电缆的散热条件的好坏程度值，并将确定的每一电缆的散热条件的好坏程度值由高至低的顺序进行排列；
按照排列后的顺序，依序调高优化后的每一电缆的电流值，使得每一电缆的线芯温度增加，直至每一电缆的线芯温度与预设的温度阈值之间的差值均满足预定条件为止，则确定调整后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
作为一个例子，通过手工调节，具体方法为通过现场人员实际运行经验确定部分电缆可以增加的载流量大小，使每根电缆线芯温度接近90℃，如调整后每一根电缆的线芯温度均与温度阈值90℃的差值位于预定条件0.09℃以内（即精度为0.1%），得到调节后的各电缆电流值的分布情况（如图9所示），以及调节后的各电缆的线芯温度分布情况（如图10所示）。
从上述图9和图10中可以看出，手工调节后的电流分布更为合理，得到电缆群载流量为3616A，比采用零阶优化计算的结果还要高30A。
如图11所示，为本发明实施例提供的一种优化电缆群载流量的系统，所述系统包括：
参数获取单元110，用于获取电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及获取所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数；
有限元模型构建单元120，用于构建电缆群温度场有限元模型，并将所述获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数均导入所述构建好的电缆群温度场有限元模型中，得到所述电缆群内每一电缆的线芯温度；
优化单元130，用于将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，构建电缆群载流量优化的数学模型，并采用预设的优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
其中，有限元模型构建单元120包括：
几何模型构建模块1201，用于建立电缆群温度场的几何模型，并将所述获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及所述电缆群内每一电缆的几何尺寸导入所述建立的电缆群温度场的几何模型中；
模型离散和赋值模块1202，用于对所述电缆群温度场的几何模型进行离散处理，得到电缆群区域剖分成有限个三角形单元的组合，并将所述获取到的电缆群敷设环境的物理参数及所述电缆群内每一电缆的物理参数相应的为所述电缆群区域内各材料属性的参数值赋值；
设置模块1203，用于设置所述电缆群温度场的几何模型的载荷及边界条件；其中，载荷包括电缆线芯热损耗、电缆屏蔽层损耗和铠装层损耗；
求解模块1204，用于对所述已设置好载荷及边界条件的电缆群温度场的几何模型进行求解，得到电缆群温度场的分布，进一步确定出所述电缆群内每一电缆的线芯温度。
其中，优化单元130包括：
目标函数确定模块1301，用于确定所述电缆群载流量优化的数学模型的目标函数、设计变量及状态变量；其中，所述设计变量为电缆的电流值；所述状态变量为电缆线芯温度；
优化模块1302，用于将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，采用零阶优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
其中，所述系统还包括二次调整优化单元140，二次调整优化单元140用于确定每一电缆的散热条件的好坏程度值，并将所述确定的每一电缆的散热条件的好坏程度值由高至低的顺序进行排列；按照所述排列后的顺序，依序调高所述优化后的每一电缆的电流值，使得每一电缆的线芯温度增加，直至每一电缆的线芯温度与所述预设的温度阈值之间的差值均满足预定条件为止，则确定调整后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
其中，电缆群敷设环境的几何尺寸包括电缆沟槽的几何尺寸、隧道的几何尺寸和排管的几何尺寸；电缆群敷设环境的物理参数包括土壤的导热系数、空气间隙的对流换热系数、土壤底层温度、空气温度、电缆群的埋设深度、电缆沟槽的导热系数、隧道的导热系数和排管的导热系数。
其中，电缆群每一电缆的几何尺寸均包括电缆各物理层的几何尺寸，如线芯（导体）直径、线芯（导体）屏蔽直径等等；电缆群每一电缆的物理参数均包括电缆线芯的导热系数、绝缘层的导热系数、填充物的导热系数、内外护层的导热系数、电缆线芯的直流电阻、电缆线芯的电阻温度系数、电缆金属屏蔽层的电阻、电缆铠装层的电阻、电缆的比热容以及与四周相邻电缆之间的间距。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，由于通过构建电缆群温度场有限元模型的基础上，计算出电缆群载流量，使用优化数值计算法（如零阶优化算法）对电缆群的载流量进行优化，提高了数值计算法的收敛速度，计算结果也更加精确，增大电缆群的总载流能力，从而实现优化电缆群载流量的目的；
2、在本发明实施例中，由于通过构建电缆群温度场有限元模型的基础上，计算出电缆群载流量，即可以应用于电缆群全局优化，也可以应用于非全局优化的情况，包括电缆群存在空管位敷设方式、指定管位运行负荷敷设方式、电缆群管位分布优化、新增管位铺设方案优化等多种情况，得到的优化结果对电缆群的运行和设计均有着重要的指导意义。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个系统单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种优化电缆群载流量方法，其特征在于，所述方法包括：
a、获取电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及获取所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数；
b、构建电缆群温度场有限元模型，并将所述获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数均导入所述构建好的电缆群温度场有限元模型中，得到所述电缆群内每一电缆的线芯温度；以及
c、将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，构建电缆群载流量优化的数学模型，并采用预设的优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量；
其中，所述步骤b的具体步骤包括：
建立电缆群温度场的几何模型，并将所述获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及所述电缆群内每一电缆的几何尺寸导入所述建立的电缆群温度场的几何模型中；
对所述电缆群温度场的几何模型进行离散处理，得到电缆群区域剖分成有限个三角形单元的组合，并将所述获取到的电缆群敷设环境的物理参数及所述电缆群内每一电缆的物理参数相应的为所述电缆群区域内各材料属性的参数值赋值；
设置所述电缆群温度场的几何模型的载荷及边界条件；
对所述已设置好载荷及边界条件的电缆群温度场的几何模型进行求解，得到电缆群温度场的分布，进一步确定出所述电缆群内每一电缆的线芯温度；
其中，所述步骤c的具体步骤包括：
确定所述电缆群载流量优化的数学模型的目标函数、设计变量及状态变量；其中，所述设计变量为电缆的电流值；所述状态变量为电缆线芯温度；
将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，采用零 阶优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量；
其中，所述方法进一步包括：
确定每一电缆的散热条件的好坏程度值，并将所述确定的每一电缆的散热条件的好坏程度值由高至低的顺序进行排列；
按照所述排列后的顺序，依序调高所述优化后的每一电缆的电流值，使得每一电缆的线芯温度增加，直至每一电缆的线芯温度与所述预设的温度阈值之间的差值均满足预定条件为止，则确定调整后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载荷包括电缆线芯热损耗、电缆屏蔽层损耗和铠装层损耗。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电缆群敷设环境的几何尺寸包括电缆沟槽的几何尺寸、隧道的几何尺寸和排管的几何尺寸；所述电缆群敷设环境的物理参数包括土壤的导热系数、空气间隙的对流换热系数、土壤底层温度、空气温度、电缆群的埋设深度、电缆沟槽的导热系数、隧道的导热系数和排管的导热系数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电缆群每一电缆的几何尺寸均包括电缆各物理层的几何尺寸；所述电缆群每一电缆的物理参数均包括电缆线芯的导热系数、绝缘层的导热系数、填充物的导热系数、内外护层的导热系数、电缆线芯的直流电阻、电缆线芯的电阻温度系数、电缆金属屏蔽层的电阻、电缆铠装层的电阻、电缆的比热容以及与四周相邻电缆之间的间距。
5.一种优化电缆群载流量系统，其特征在于，所述系统包括：
参数获取单元，用于获取电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及获取所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数；
有限元模型构建单元，用于构建电缆群温度场有限元模型，并将所述获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及物理参数，以及所述电缆群内每一电缆的几何尺寸及物理参数均导入所述构建好的电缆群温度场有限元模型中，得到所述电缆群内每一电缆的线芯温度；
优化单元，用于将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，构建电缆群载流量优化的数学模型，并采用预设的优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量；
其中，所述有限元模型构建单元包括：
几何模型构建模块，用于建立电缆群温度场的几何模型，并将所述获取到的电缆群敷设环境的几何尺寸及所述电缆群内每一电缆的几何尺寸导入所述建立的电缆群温度场的几何模型中；
模型离散和赋值模块，用于对所述电缆群温度场的几何模型进行离散处理，得到电缆群区域剖分成有限个三角形单元的组合，并将所述获取到的电缆群敷设环境的物理参数及所述电缆群内每一电缆的物理参数相应的为所述电缆群区域内各材料属性的参数值赋值；
设置模块，用于设置所述电缆群温度场的几何模型的载荷及边界条件；其中，载荷包括电缆线芯热损耗、电缆屏蔽层损耗和铠装层损耗；
求解模块，用于对所述已设置好载荷及边界条件的电缆群温度场的几何模型进行求解，得到电缆群温度场的分布，进一步确定出所述电缆群内每一电缆的线芯温度；
其中，所述优化单元包括：
目标函数确定模块，用于确定所述电缆群载流量优化的数学模型的目标函数、设计变量及状态变量；其中，所述设计变量为电缆的电流值；所述状态变量为电缆线芯温度；
优化模块，用于将所述得到的每一电缆的线芯温度以预设的温度阈值为约束条件，采用零阶优化算法进行优化，得到优化后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量；
其中，所述系统还包括二次调整优化单元，所述二次调整优化单元用于确定每一电缆的散热条件的好坏程度值，并将所述确定的每一电缆的散热条件的好坏程度值由高至低的顺序进行排列；按照所述排列后的顺序，依序调高所述优化后的每一电缆的电流值，使得每一电缆的线芯温度增加，直至每一电缆的 线芯温度与所述预设的温度阈值之间的差值均满足预定条件为止，则确定调整后的每一电缆的电流值及电缆群的总载流量。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电缆群敷设环境的几何尺寸包括电缆沟槽的几何尺寸、隧道的几何尺寸和排管的几何尺寸；所述电缆群敷设环境的物理参数包括土壤的导热系数、空气间隙的对流换热系数、土壤底层温度、空气温度、电缆群的埋设深度、电缆沟槽的导热系数、隧道的导热系数和排管的导热系数。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电缆群每一电缆的几何尺寸均包括电缆各物理层的几何尺寸；所述电缆群每一电缆的物理参数均包括电缆线芯的导热系数、绝缘层的导热系数、填充物的导热系数、内外护层的导热系数、电缆线芯的直流电阻、电缆线芯的电阻温度系数、电缆金属屏蔽层的电阻、电缆铠装层的电阻、电缆的比热容以及与四周相邻电缆之间的间距。
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