CN117094113A - 一种同相并联电缆输电仿真模型及仿真分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同相并联电缆输电仿真模型及仿真分析方法，该仿真模型包括电源侧单元、负载侧单元、线路单元、检测单元、接地单元，线路单元包括非接头区线路模块与三相交叉互联的接头区线路模块，所述非接头区线路模块与所述接头区线路模块均为多段、并依次相间连接，所述非接头区线路模块连接所述电源侧单元或所述负载侧单元，所述接头区线路模块的两端均与不同段的所述非接头区线路模块串联；其中，所述非接头区线路模块和所述接头区线路模块均包括同相并联电缆，所述同相并联电缆用于所述电源侧单元和所述负载侧单元之间的输电。该模型细分出非接头区线路模块与接头区线路模块，降低了同相并联电缆运行仿真结果与实际运行结果的偏差。

Description

一种同相并联电缆输电仿真模型及仿真分析方法

技术领域

本发明涉及输电技术领域，具体涉及一种同相并联电缆输电仿真模型及仿真分析方法。

背景技术

随着我国国民经济建设的迅速发展，特别是城市化进程的不断推进，电力电缆以利于城市环境美观、供电可靠性高、维护量少等显著优势，将逐步取代架空线路而成为城市电网的主要输配电手段。

但随着城市负荷需求的迅速增长，为降低设备成本以及提高输电容量，采用同相并联电缆的供电方式也日趋增多。但在实际运行中发现，同相平行设置的多根电缆间存在较强的电磁耦合关系，导致并联运行时，同相电缆线路中各子缆传输电流不相等，存在严重不平衡，甚至出现了因电流分配不均匀使并联电缆过热击穿的严重事故。

因此，需要一种能够对同相并联电缆运行过程中的载流特性进行分析的仿真模型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提出了一种同相并联电缆输电仿真模型及仿真分析方法，通过包括非接头区线路模块与接头区线路模块的仿真模型，然后再基于仿真模型来分析出同相并联电缆线路接头区对并联电缆载流特性的影响，以降低同相并联电缆运行仿真结果与实际运行结果的偏差。

第一方面，本发明提供了一种同相并联电缆输电仿真模型，包括：

电源侧单元，用于提供电源；

负载侧单元，用于接收所述电源侧单元的电能，并将之进行能量转化；

线路单元，包括非接头区线路模块与接头区线路模块，所述非接头区线路模块与所述接头区线路模块均为多段，多个所述非接头区线路模块与多个所述接头区线路模块依次相间连接；其中，所述接头区线路模块采用三相交叉互联模式；

所述非接头区线路模块连接所述电源侧单元或所述负载侧单元，所述接头区线路模块的两端均与不同段的所述非接头区线路模块串联；其中，所述非接头区线路模块和所述接头区线路模块均包括同相并联电缆，所述同相并联电缆用于所述电源侧单元和所述负载侧单元之间的输电；

检测单元，与所述接头区线路模块连接，用于检测所述接头区线路模块的输入电压和输出电流；

接地单元，一端与所述非接头区线路模块或所述接头区线路模块连接，另一端通过地线接地。

进一步地，所述非接头区线路模块包括首端非接头区线路模块、中间非接头区线路模块、及尾端非接头区线路模块，所述首端非接头区线路模块连接所述电源侧单元，所述尾端非接头区线路模块连接所述负载侧单元；

所述中间非接头区线路模块为N段，所述接头区线路模块为N+1段，第一段所述接头区线路模块的两端分别连接所述首端非接头区线路模块与第一段所述中间非接头区模块，第二段所述接头区模块分别连接第一段所述中间非接头区模块和第二段所述中间非接头区模块，依次类推，第N段所述接头区模块分别连接第N-1段所述中间非接头区模块与第N段所述中间非接头区模块，第N+1段所述接头区模块分别连接第N段所述中间非接头区模块与所述尾端非接头区模块；其中，N为大于或等于1的整数。

进一步地，所述首端非接头区线路模块包括首端非接头区同相并联电缆和首端非接头区同相并联电缆护层，所述首端非接头区同相并联电缆护层包裹住所述首端非接头区同相并联电缆，用于对所述首端非接头区同相并联电缆进行保护；

所述尾端非接头区线路模块包括尾端非接头区同相并联电缆和尾端非接头区同相并联电缆护层，所述尾端非接头区同相并联电缆护层包裹住所述尾端非接头区同相并联电缆，用于对所述尾端非接头区同相并联电缆进行保护；

所述中间非接头区线路模块包括中间非接头区同相并联电缆和中间非接头区同相并联电缆护层，所述中间非接头区同相并联电缆护层包裹住所述中间非接头区同相并联电缆，用于对所述中间非接头区同相并联电缆进行保护；

所述接头区线路模块包括接头区同相并联电缆和接头区同相并联电缆护层，所述接头区同相并联电缆护层包裹住接头区同相并联电缆，用于对所述接头区同相并联电缆进行保护。

进一步地，所述首端非接头区同相并联电缆护层、所述尾端非接头区同相并联电缆护层、所述中间非接头区同相并联电缆护层、及所述接头区同相并联电缆护层均为金属护层。

进一步地，所述首端非接头区同相并联电缆、所述尾端非接头区同相并联电缆、所述中间非接头区同相并联电缆、及所述接头区同相并联电缆均为六根同相并联电缆，六根同相并联电缆由三相组成、且三相中的每一相由两根电缆并联而成；

所述首端非接头区同相并联电缆、所述尾端非接头区同相并联电缆、所述中间非接头区同相并联电缆、及所述接头区同相并联电缆之间的金属护层连接均采用交叉互联的方式，以用于长距离输电；其中，所述交叉互联的方式为三相的任一相中并联的两根电缆金属护层先链接到一起后、再与三相的另两相并联电缆金属护层进行交叉互联；

所述电源侧单元采用三相电流源或三相电压源，所述电源侧单元包括A相母线、B相母线及C相母线；

六根所述首端非接头区同相并联电缆、六根所述尾端非接头区同相并联电缆、六根所述中间非接头区同相并联电缆、及六根所述接头区同相并联电缆均包括6个子模块，所述6个子模块分别为A1子模块、A2子模块、B1子模块、B2子模块、C1子模块及C2子模块，A1子模块和A2子模块为同相并联电源侧单元A相母线的两根并联子缆，B1和B2为同相并联电源侧单元B相母线的两根并联子缆，C1和C2为同相并联电源侧单元C相母线的两根并联子缆。

进一步地，所述A1子模块、A2子模块、B1子模块、B2子模块、C1子模块及C2子模块的空间分布排列方式为以下排列方式中的一种：

一字型水平排列方式、双排型排列方式、品子型水平排列方式、或品字型倒三角对称排列方式。

进一步地，所述检测单元包括电压检测模块和电流检测模块，

所述电压检测模块为电压检测探针，所述电压检测探针连接所述接头区线路模块；

所述电流检测模块为电流检测探针，所述电流检测探针与所述接头区线路模块。

进一步地，所述接地单元为接地电阻，所述接地电阻的一端连接所述非接头区线路模块或所述接头区线路模块，所述接地电阻的另一端通过地线接地。

进一步地，所述负载侧单元为阻抗型输电线路负载终端或电源型输电线路负载终端。

本发明通过细分出非接头区线路模块与接头区线路模块来研究和分析出同相并联电缆线路接头区对并联电缆载流特性的影响，降低了同相并联电缆运行仿真结果与实际运行结果的偏差。

另本发明的仿真模型中包括了电缆接头区对同相并联电缆载流特性与金属护层电压特性影响，以及对并联电缆子缆间的空间排布也进行了布局研究。即，可通过本发明的仿真模型来分析空间接头区的位置分布对同相并联电缆的载流特性和金属护层电压特性的影响，以降低了同相并联电缆运行仿真结果与实际运行结果的偏差。

第二方面，本发明提供了一种同相并联电缆输电的仿真分析方法，

所述方法具体包括步骤如下：

S1：通过ATP-EMTP仿真软件建立如权利要求1～9任一项所述的同相并联电缆输电仿真模型；

S2：在所述同相并联电缆输电仿真模型中输入不同的同相并联电缆参数组合，计算得到不同的载波不平衡度；所述同相并联电缆参数组合包括电缆护层材料、电缆护层连接方式、电缆接地方式、电缆线路总长、电缆分段及电缆排列方式的组合；

S3:根据载波不平衡度的计算结果，确定出目标同相并联电缆参数组合。

本发明通过细分出非接头区线路模块与接头区线路模块来研究和分析出同相并联电缆线路接头区对并联电缆载流特性的影响，降低了同相并联电缆运行仿真结果与实际运行结果的偏差。

附图说明

图1为本发明实施例中的同相并联电缆输电仿真模型图；

图2为本发明实施例中的接头区的交叉互联示意图；

图3为本发明实施例中的同相并联两根电缆品字型倒三角对称排列方式示意图；

图4为本发明实施例中的同相并联两根电缆双排型排列方式示意图；

图5为本发明实施例中的同相并联两根电缆品字型水平对称排列方式示意图；

图6为本发明实施例中的同相并联两根电缆一字型水平对称排列方式示意图。

图7为本发明实施例中的同相并联电缆输电仿真模型图(包括A1接头区、A2接头区、B1接头区、B2接头区、C1接头区、C2接头区)。

其中：1、电源侧单元，2、非接头区线路模块，3、接头区线路模块，4、负载侧单元，5、电压检测模块，6、电流检测模块，

7、接地单元。

5具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

可以理解的是，此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

0可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明中的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。

可以理解的是，为便于描述，本发明的附图中仅示出了与本发明相关的部分，而与本发明无关的部分未在附图中示出。

可以理解的是，本发明的实施例中所涉及的每个单元、模块5可仅对应一个实体结构，也可由多个实体结构组成，或者，多个单元、模块也可集成为一个实体结构。

可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明的流程图和框图中所标注的功能、步骤可按照不同于附图中所标注的顺序发生。

可以理解的是，本发明的流程图和框图中，示出了按照本发0明各实施例的系统、装置、设备、方法的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可代表一个单元、模块、程序段、代码，其包含用于实现规定的功能的可执行指令。而且，框图和流程图中的每个方框或方框的组合，可用实现规定的功能的基于硬件的系统实现，也可用硬件与计算机指令的组合5来实现。

可以理解的是，本发明实施例中所涉及的单元、模块可通过软件的方式实现，也可通过硬件的方式来实现，例如单元、模块可位于处理器中。

在采用电缆并联运行方式时，由于各电缆相距较近，电磁耦0合增强，会导致金属护套上感应电压的增大，不但危及人身安全，甚至还可能击穿金属护套的外护层。另一方面，电缆线路较长(比如1000m以上)时，为了减少护套上的感应电压，通常采用金属护套交叉互联的接地方式，以降低感应电压。而在金属护套交叉互联的情况下，护套通过大地形成通路，感应电压的存在将导致金属护套上产生环流，过大的护套环流会危及电缆安全运行。监测结果表明，护层环流数值甚至可以达到负荷电流的80％-85％，造成严重的环流损耗和电能浪费；当护层环流过大时热效应会加剧，护层温度升高，导致电缆绝缘和非金属护套老化加快，使用年限大幅缩减。运行温度过高还会影响到电缆线芯的载流能力，使得电缆线芯载流量最大降低40％，影响电缆线路的输电效率。因此，需要对并联单芯电缆金属护层电压特性进行研究。

而目前工业界和学术界对于同相并联电缆输电也进行了一定的研究，同相并联电缆输电的仿真模型主要采用解析计算法和有限元计算法，但现有的解析计算法和有限元计算法均没有细分非接头区线路与接头区线路，更没有考虑接头区的空间分布影响，忽略同相并联电缆线路载流的不平衡度，即假定同相并联电缆线路载流不平衡度为0％，这与实际的同相并联电缆线路载流不平衡度存在比较大的差异，但进行实际测量时，同相并联电缆线路载流不平衡度达到7％。

本发发明人针对现有技术中存在的上述问题，经过研究后提出了一种同相并联电缆输电仿真模型及仿真分析方法，通过细分出非接头区线路模块与接头区线路模块来构建仿真模型，再通过仿真模型来研究和分析出同相并联电缆线路接头区对并联电缆载流特性的影响，以降低同相并联电缆运行仿真结果与实际运行结果的偏差。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种同相并联电缆输电仿真模型，该仿真模型包括：

电源侧单元1，用于提供供电电源；

负载侧单元4，用于接收电源侧单元1的电能，并将之进行能量转化；

线路单元，包括非接头区线路模块2与接头区线路模块3，非接头区线路模块2与接头区线路模块3均为多段，多个非接头区线路模块2与多个接头区线路模块3依次相间连接；其中，接头区线路模块采用三相交叉互联模式；

非接头区线路模块2连接电源侧单元1或负载侧单元4，接头区线路模块3的两端均与不同段的非接头区线路模块2串联；其中，非接头区线路模块2和接头区线路模块3均包括同相并联电缆，同相并联电缆用于电源侧单元1和负载侧单元4之间的输电；

检测单元，与接头区线路模块3连接，用于检测接头区线路模块3的输入电压和输出电流；

接地单元7，一端与非接头区线路模块2或接头区线路模块3连接，另一端通过地线接地。

具体地，非接头区线路模块2包括首端非接头区线路模块、中间非接头区线路模块、及尾端非接头区线路模块，首端非接头区线路模块连接电源侧单元1，尾端非接头区线路模块连接负载侧单元4；

中间非接头区线路模块为N段，接头区线路模块3为N+1段，第一段接头区线路模块的两端分别连接首端非接头区线路模块与第一段中间非接头区模块，第二段接头区模块分别连接第一段中间非接头区模块和第二段中间非接头区模块，依次类推，第N段接头区模块分别连接第N-1段中间非接头区模块与第N段中间非接头区模块，第N+1段接头区模块分别连接第N段中间非接头区模块与尾端非接头区模块；其中，N为大于或等于1的整数。

具体地，首端非接头区线路模块包括首端非接头区同相并联电缆和首端非接头区同相并联电缆护层，首端非接头区同相并联电缆护层包裹住首端非接头区同相并联电缆，用于对首端非接头区同相并联电缆进行保护；

尾端非接头区线路模块包括尾端非接头区同相并联电缆和尾端非接头区同相并联电缆护层，尾端非接头区同相并联电缆护层包裹住尾端非接头区同相并联电缆，用于对尾端非接头区同相并联电缆进行保护；

中间非接头区线路模块包括中间非接头区同相并联电缆和中间非接头区同相并联电缆护层，中间非接头区同相并联电缆护层包裹住中间非接头区同相并联电缆，用于对中间非接头区同相并联电缆进行保护；

接头区线路模块3包括接头区同相并联电缆和接头区同相并联电缆护层，接头区同相并联电缆护层包裹住接头区同相并联电缆，用于对接头区同相并联电缆进行保护。

具体地，首端非接头区同相并联电缆护层、尾端非接头区同相并联电缆护层、中间非接头区同相并联电缆护层、及接头区同相并联电缆护层均为金属护层。

具体地，电源侧单元采用三相电流源或三相电压源，电源侧单元包括A相母线、B相母线及C相母线。

如图2和图7所示，首端非接头区同相并联电缆、尾端非接头区同相并联电缆、中间非接头区同相并联电缆、及接头区同相并联电缆均为六根同相并联电缆，六根同相并联电缆由三相组成、且三相中的每一相由两根电缆并联而成；

首端非接头区同相并联电缆、尾端非接头区同相并联电缆、中间非接头区同相并联电缆、及接头区同相并联电缆之间的金属护层连接均采用交叉互联的方式，以用于长距离输电；其中，所述交叉互联的方式为三相的任一相中并联的两根电缆金属护层先链接到一起后、再与三相的另两相并联电缆金属护层进行交叉互联；

六根首端非接头区同相并联电缆、六根尾端非接头区同相并联电缆、六根中间非接头区同相并联电缆、及六根接头区同相并联电缆均包括6个子模块，6个子模块分别为A1子模块、A2子模块、B1子模块、B2子模块、C1子模块及C2子模块，A1子模块和A2子模块为同相并联电源侧单元A相母线的两根并联子缆，B1子模块和B2子模块为同相并联电源侧单元B相母线的两根并联子缆，C1子模块和C2子模块为同相并联电源侧单元C相母线的两根并联子缆。

如图2所示，6个子模块串接的顺序是C1子模块接头区、C2子模块接头区、B1子模块接头区、B2子模块接头区、A1子模块接头区、A2子模块接头区。

具体地，A1子模块、A2子模块、B1子模块、B2子模块、C1子模块及C2子模块的空间分布排列方式为以下排列方式中的一种：

一字型水平排列方式、双排型排列方式、品子型水平排列方式、或品字型倒三角对称排列方式。

具体地，检测单元包括电压检测模块5和电流检测模块6，

电压检测模块5为电压检测探针，电压检测探针连接接头区同相并联电缆护层；接到输电线路交叉互联段金属护层终端，所用数量依据取决于测量点的数量；

电流检测模块6为电流检测探针，电流检测探针与接头区同相并联电缆串联连接；串接到每根电缆回路中检测同相并联电缆输电线路中每根电缆中电流的分布情况，所用数量取决于同相并联电缆的根数。

接地单元7为接地电阻，接地电阻的一端连接首端非接头区同相并联电缆护层或尾端非接头区同相并联电缆护层，接地电阻的另一端通过地线接地。具体地，接地电阻元件为交叉互联接地方式中每个交叉互联段两端接地电阻，具体参数取决于实际工程中交叉互联段的接地电阻参数。

具体地，电源侧单元1采用三相电流源，内部阻抗为感性，也可采用三相电压源，针对实际工程研究可以根据实际工程电源侧的电源参数进行设置，针对理论研究优先选用电流源。

非接头区线路模块2为长距离输电线路采用交叉互联接地方式下非接头区电缆模块，该模块中电缆的排列方式为相序及空间位置为中心对称式排列，对于同相两根电缆并联输电可采用品字型倒三角对称排列如附图3中非接头区所示；对于同相两根电缆并联输电可采用双排型排列，如图4中非接头区所示；对于同相两根电缆并联输电可采用品字型水平排列，如图5中非接头区所示；对于同相两根电缆并联输电可采用一字型水平排列，如图6中非接头区所示。非接头区线路模块2中电缆长度常设置成500m或者根据实际工程中交叉互联段中每段电缆的实际长度设置，非接头区线路模块2在模型中的数量与模型全线路长度有关，线路越长，该模块数量越多，反之越少，但该模块数最低不能少于3。

接头区线路模块3为接头区交叉互联线路模块，该接头区交叉互联线路模块为长距离输电线路，采用交叉互联接地方式下接头区电缆模块，对于同相两根电缆并联输电方式下，接头区交叉互联线路模块包含6个子模块(A1子模块、A2子模块、B1子模块、B2子模块、C1子模块及C2子模块)，每个子模块分别对应一根电缆接头，当输电线路分别采用品字型倒三角对称排列、双排型排列、品字型水平排列、一字型水平排列时，每个子模块中分别对应的电缆排列方式如附图3、附图4、附图5、附图6中接头区所示，也可以根据实际工程线路中电缆接头空间排列方式进行类似建模，每个子模块可设置长度为10m或根据实际工程中每根电缆单个接头区长度进行设置，接头区交叉互联线路模块的数量与输电线路长度有关，线路越长，该模块数量越多，反之越少，但该模块数最低不能少于2。

负载侧单元4为输电线路负载终端，该负载终端可以是阻抗型负载或电源型负载，根据实际输电线路，如果输电终端为用户端则负载设置为阻抗型，具体参数以实际负载参数为准，如果输电线路为变电站到变电站的输电，则负载侧依据实际变电站参数设置为电源型负载。

具体地，本实施例中的接头区线路模块3为接头区交叉互联线路模块，即接头区线路模块3采用三相交叉互联模式，交叉互联模式为A相的尾与B相的头接，B相的尾与C相的头接，C相的尾与A相的头接，把整根电缆分段，这样可以把“电缆芯线电流对屏蔽层的感应电流相互抵消”。非接头区线路采用本相连接模式，本相连接模式为同相的前段线与同相的后段线连接，即A相的头与A相的尾连接，B相的头与B相的尾连接，C相的头与C相的尾连接。本实施例中，接头区线路模块3为包括三相电缆线芯以及采用交叉互联方式设置于三相电缆线芯外侧的三个金属护层，非接头区线路模块2为包括三相电缆线芯以及采用并联方式设置于三相电缆线芯外侧的三个金属护层。接头区交叉互联线路模块和非接头区线路模块的模型建立的元件均为软件内部LCC元件，但两组模块中，LCC内部的电缆结构分布不一样，电缆长度不一样。

为了更清楚地呈现出接头区线路模块3的特点，以三相交叉互联的高压电缆线路为例，该高压电缆线路中包括m组接头区线路，每组接头区线路均包括A相电缆、B相电缆、C相电缆；A相电缆包括A1段、A2段、A3段；B相电缆包括B1段、B2段、B3段；C相电缆包括C1段、C2段、C3段；所述交叉互联段由一组三相电缆中Ak1段、Bk2段、Ck3段连接而成，k1、k2、k3取值范围均为[1,3]，且k1、k2、k3满足等差数列；交叉互联小段为交叉互联段中Ak1段或Bk2段或Ck3段；每一交叉互联段不存在相同的交叉互联小段。

不同的非接头区线路模块2的电磁耦合强，需通过接头区交叉互联线路模块3间开，而同相多根并联电缆输电时，可能会导致负荷电流分布不均，另外交叉互联时，金属护层(或金属护套)也会产生环流及发热，还有不同的电缆敷设方式(包括品字型倒三角对称排列、双排型排列、品字型水平排列、一字型水平排列等电缆敷设方式)都可能导致线路参数不对称。因此本实施例提供了同相并联电缆输电仿真模型，对提高同相并联电缆线路规划、提高运行可靠性都具有重要意义。

本实施例通过细分出非接头区线路模块与接头区线路模块来研究和分析出同相并联电缆线路接头区对并联电缆载流特性的影响，降低了同相并联电缆运行仿真结果与实际运行结果的偏差。另本发明中包括了电缆接头区对同相并联电缆载流特性与金属护层电压特性影响的仿真模型，还有本发明对并联电缆子缆间的空间排布进行了布局，也研究了空间接头区的位置分布对同相并联电缆的载流特性和金属护层电压特性有很大的影响，分别以不同的模型降低了同相并联电缆运行仿真结果与实际运行结果的偏差。

实施例2：

本实施例提供了一种同相并联电缆输电仿真分析方法，该方法具体包括步骤如下：

S1：通过ATP-EMTP仿真软件建立实施例1中的同相并联电缆输电仿真模型；

S2：在同相并联电缆输电仿真模型中输入不同的同相并联电缆参数组合，计算得到不同的载波不平衡度；同相并联电缆参数组合包括电缆护层材料、电缆护层连接方式、电缆接地方式、电缆线路总长、电缆分段及电缆排列方式的组合；

S3:根据载波不平衡度的计算结果，确定出目标同相并联电缆参数组合。

具体地，先建立同相并联电缆输电仿真模型，然后对同相并联电缆载流不平衡度的产生原理进行分析，获取影响同相并联电缆实际敷设中的载波不平衡度的参数组合，同相并联电缆参数组合包括电缆护层材料、电缆护层连接方式、电缆接地方式、电缆线路总长、电缆分段及电缆排列方式的组合接着根据同相并联电缆实际敷设中的不同参数代入模型，得到载波不平衡度，或者主动把同相并联电缆实际敷设中的不同参数输入模型，得到载波不平衡度，最后根据载波不平衡度的计算结果，确定出目标同相并联电缆参数组合，根据不平衡度的计算结果再来指导实际敷设。通过研究出不同参数组合对载波不平衡度的影响，特别是研究出电缆接头区对同相并联电缆载流特性与金属护层电压特性影响。

具体实施中，仿真模型还可以进行修正，修正系数是根据模型计算结果与实际敷设中的测量结果的偏差得到。

本实施例通过细分出非接头区线路模块与接头区线路模块来研究和分析出同相并联电缆线路接头区对并联电缆载流特性的影响，降低了同相并联电缆运行仿真结果与实际运行结果的偏差。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种同相并联电缆输电仿真模型，其特征在于，所述仿真模型包括：

电源侧单元，用于提供电源；

负载侧单元，用于接收所述电源侧单元的电能，并将之进行能量转化；

线路单元，包括非接头区线路模块与接头区线路模块，所述非接头区线路模块与所述接头区线路模块均为多段，多个所述非接头区线路模块与多个所述接头区线路模块依次相间连接；其中，所述接头区线路模块采用三相交叉互联模式；

所述非接头区线路模块连接所述电源侧单元或所述负载侧单元，所述接头区线路模块的两端均与不同段的所述非接头区线路模块串联；其中，所述非接头区线路模块和所述接头区线路模块均包括同相并联电缆，所述同相并联电缆用于所述电源侧单元和所述负载侧单元之间的输电；

检测单元，与所述接头区线路模块连接，用于检测所述接头区线路模块的输入电压和输出电流：

接地单元，一端与所述非接头区线路模块或所述接头区线路模块连接，另一端通过地线接地。

2.根据权利要求1所述的同相并联电缆输电仿真模型，其特征在于，

所述非接头区线路模块包括首端非接头区线路模块、中间非接头区线路模块、及尾端非接头区线路模块，所述首端非接头区线路模块连接所述电源侧单元，所述尾端非接头区线路模块连接所述负载侧单元；

所述中间非接头区线路模块为N段，所述接头区线路模块为N+1段，第一段所述接头区线路模块的两端分别连接所述首端非接头区线路模块与第一段所述中间非接头区模块，第二段所述接头区模块分别连接第一段所述中间非接头区模块和第二段所述中间非接头区模块，依次类推，第N段所述接头区模块分别连接第N-1段所述中间非接头区模块与第N段所述中间非接头区模块，第N+1段所述接头区模块分别连接第N段所述中间非接头区模块与所述尾端非接头区模块；其中，N为大于或等于1的整数。

3.根据权利要求2所述的同相并联电缆输电仿真模型，其特征在于，

所述首端非接头区线路模块包括首端非接头区同相并联电缆和首端非接头区同相并联电缆护层，所述首端非接头区同相并联电缆护层包裹住所述首端非接头区同相并联电缆，用于对所述首端非接头区同相并联电缆进行保护；

所述尾端非接头区线路模块包括尾端非接头区同相并联电缆和尾端非接头区同相并联电缆护层，所述尾端非接头区同相并联电缆护层包裹住所述尾端非接头区同相并联电缆，用于对所述尾端非接头区同相并联电缆进行保护；

所述中间非接头区线路模块包括中间非接头区同相并联电缆和中间非接头区同相并联电缆护层，所述中间非接头区同相并联电缆护层包裹住所述中间非接头区同相并联电缆，用于对所述中间非接头区同相并联电缆进行保护；

所述接头区线路模块包括接头区同相并联电缆和接头区同相并联电缆护层，所述接头区同相并联电缆护层包裹住接头区同相并联电缆，用于对所述接头区同相并联电缆进行保护。

4.根据权利要求3所述的同相并联电缆输电仿真模型，其特征在于，

所述首端非接头区同相并联电缆护层、所述尾端非接头区同相并联电缆护层、所述中间非接头区同相并联电缆护层、及所述接头区同相并联电缆护层均为金属护层。

5.根据权利要求3所述的同相并联电缆输电仿真模型，其特征在于，

所述首端非接头区同相并联电缆、所述尾端非接头区同相并联电缆、所述中间非接头区同相并联电缆、及所述接头区同相并联电缆均为六根同相并联电缆，六根同相并联电缆由三相组成、且三相中的每一相由两根电缆并联而成；

所述首端非接头区同相并联电缆、所述尾端非接头区同相并联电缆、所述中间非接头区同相并联电缆、及所述接头区同相并联电缆之间的金属护层连接均采用交叉互联的方式，以用于长距离输电；其中，所述交叉互联的方式为三相的任一相中并联的两根电缆金属护层先链接到一起后、再与三相的另两相并联电缆金属护层进行交叉互联；

所述电源侧单元采用三相电流源或三相电压源，所述电源侧单元包括A相母线、B相母线及C相母线；

六根所述首端非接头区同相并联电缆、六根所述尾端非接头区同相并联电缆、六根所述中间非接头区同相并联电缆、及六根所述接头区同相并联电缆均包括6个子模块，所述6个子模块分别为A1子模块、A2子模块、B 1子模块、B2子模块、C1子模块及C2子模块，A1子模块和A2子模块为同相并联电源侧单元A相母线的两根并联子缆，B1子模块和B2子模块为同相并联电源侧单元B相母线的两根并联子缆，C1子模块和C2子模块为同相并联电源侧单元C相母线的两根并联子缆。

6.根据权利要求5所述的同相并联电缆输电仿真模型，其特征在于，

所述A1子模块、A2子模块、B1子模块、B2子模块、C1子模块及C2子模块的空间分布排列方式为以下排列方式中的一种：

一字型水平排列方式、双排型排列方式、品子型水平排列方式、或品字型倒三角对称排列方式。

7.根据权利要求1～6任一项所述的同相并联电缆输电仿真模型，其特征在于，所述检测单元包括电压检测模块和电流检测模块，

所述电压检测模块为电压检测探针，所述电压检测探针连接所述接头区线路模块；

所述电流检测模块为电流检测探针，所述电流检测探针连接所述接头区线路模块。

8.根据权利要求1～6任一项所述的同相并联电缆输电仿真模型，其特征在于，所述接地单元为接地电阻，所述接地电阻的一端连接所述非接头区线路模块或所述接头区线路模块，所述接地电阻的另一端通过地线接地。

9.根据权利要求1～6任一项所述的同相并联电缆输电仿真模型，其特征在于，所述负载侧单元为阻抗型输电线路负载终端或电源型输电线路负载终端。

10.一种同相并联电缆输电的仿真分析方法，其特征在于，所述方法具体包括步骤如下：

S1：通过ATP-EMTP仿真软件建立如权利要求1～9任一项所述的同相并联电缆输电仿真模型；

S2：在所述同相并联电缆输电仿真模型中输入不同的同相并联电缆参数组合，计算得到不同的载波不平衡度；所述同相并联电缆参数组合包括电缆护层材料、电缆护层连接方式、电缆接地方式、电缆线路总长、电缆分段及电缆排列方式的组合；

S3：根据载波不平衡度的计算结果，确定出目标同相并联电缆参数组合。