(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210886606.4 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 中国能源建 设集团广东省电力设计 研究院有限公司 地址 510670 广东省广州市黄埔区广州科 学城天丰路1号 (72)发明人 汤翔　赵陆尧　林睿　张振　 李炬添　陆莹　张凡　高智　 (74)专利代理 机构 重庆辉腾律师事务所 5 0215 专利代理师 王诗思 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06N 3/12(2006.01)H02J 3/38(2006.01) G06F 17/10(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/06(2020.01) G06F 113/16(2020.01) (54)发明名称 一种海上风电场海底电缆电容电流实用计 算方法 (57)摘要 本发明公开的一种海上风电场海底电缆电 容电流实用计算方法， 综合考虑交联聚乙烯绝缘 材料、 系统电气设备电缆影 响和海缆运行环境等 因素对海底电缆电容电流的影 响， 同时将海底电 缆电压等级、 电缆导体截面积和电缆长度作为自 变量， 再引入四个特征系数， 建立非线性的海上 风电场海底电缆电容电流实用计算模 型； 以电容 电流实测值与非线性参数估算公式输出值的残 差平方和作为适应度函数， 构建基于实数编码遗 传算法的海底电缆电容电流估算公式的非线性 参数辨识模 型， 通过反复迭代获得偏差率与 拟合 优度最优解作为参数辨识结果。 该方法具有良好 的实用性， 对海底电缆电容电流的准确计算具有 指导作用。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115238502 A 2022.10.25 CN 115238502 A 1.一种海上风电场海底电缆电容电流实用计算方法， 其特征在于， 所述方法包括以下 步骤： S101、 考虑电缆截面、 电缆材料、 电气设备和运行环境的影响， 采用四个特征系数建立 海上风电场海底电缆电容电流实用计算模型； S102、 设置最大进化代数、 种群规模、 交叉概率、 变异概率， 在可行域 内随机产生若干个 由四个特 征系数组成的特 征系数向量可 行解作为初始种群； S103、 以海底电缆电容电流测试值与海底电缆电容电流计算值的残差平方和作为适应 度函数， 计算每 个特征系数向量的适应度； S104、 判断进化代数是否达到最大进化代数， 若是， 执行步骤S108； 若否， 执行步骤 S105； S105、 判断特征系数向量偏差率的绝对值是否小于第一阈值， 若是， 执行步骤S106； 若 否， 执行步骤S107； S106、 判断特征系数向量校正决定系数是否大于第二 阈值， 若是， 执行步骤S108； 若否， 执行步骤S107； S107、 对种群进行选择操作； 在种群中随机选择两个特征系数向量在随机位置进行随 机交叉操作； 在种群中随机选择一个特征系数向量在随机位置进行变异操作； 执行步骤 S103； S108、 输出最优的特征系数向量， 并将最优的特征系数向量带入海上风电场海底电缆 电容电流实用计算模型中， 计算待测的海底电缆电容电流 值。 2.根据权利要求1所述的一种海上风电场海底电缆电容电流实用计算方法， 其特征在 于， 所述海上风电场海底电缆电容电流实用计算模型采用如下计算公式： 式中， IC表示海底电缆电容电流计算值， α 为电缆材料影响系数； β 为电气设备增值系数； γ为环境影响系数； S为电缆芯线截面积； Ur为线路额定线电压； l为线路长度； k1、 k2、 k3、 k4依 次为四个不同的特 征系数。 3.根据权利要求1所述的一种海上风电场海底电缆电容电流实用计算方法， 其特征在 于， 步骤S10 3中， 适应度函数表示 为： 式中， I(K)为不同电压等级、 不同截面积、 不同长度条件下海底电缆电容电流的计算值 向量； 为不同电压等级、 不同截面积、 不同长度条件下海底电缆电容电流的测试值向量； K为特征系数向量， K＝[k1,k2,k3,k4]T； k1、 k2、 k3、 k4依次为四个不同的特征系数， 上标T表示 转置。 4.根据权利要求1所述的一种海上风电场海底电缆电容电流实用计算方法， 其特征在 于， 步骤S10 5中， 特征系数向量偏差率表示计算 值与测试值偏差的程度， 按以下 方法计算： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115238502 A 2其中， ΔI表示特征系数向量偏差率， y为海底电缆电容电流测试值； 为海底电缆电容 电流计算 值。 5.根据权利要求1所述的基于一种海上风电场海底电缆电容电流实用计算方法， 其特 征在于， 步骤S10 6中， 特征系数向量校正决定系数按以下 方法计算： 其中， R2为特征系数向量决定系数， n 为样本数量， p是 特征数量。 6.根据权利要求5所述的基于一种海上风电场海底电缆电容电流实用计算方法， 其特 征在于， 特 征系数向量决定系数按以下 方法计算： 其中， y为海底电缆电容电流测试值； 为海底电缆电容电流计算值； 为测试输出y的 平均值。 7.根据权利要求1所述的一种海上风电场海底电缆电容电流实用计算方法， 其特征在 于， 步骤S107中， 按照以下 方法进行选择操作方法： 计算出每个特征系数向量个体在当前种群中所有特征系数向量个体所占的适应度比 例， 按照轮盘赌法从当前种群中选择适应度比例高的特征系数向量个体作为父代将 基因遗 传给子代。 8.根据权利要求1所述的一种海上风电场海底电缆电容电流实用计算方法， 其特征在 于， 步骤S107中， 按照以下 方法进行变异操作： 第i个特征系数向量个体的第j位变量进行变异操作， 则特征系数向量个体ai变异后新 的第j位变量 为： 式中， aij'表示特征系 数向量个体ai变异后新的第j位变量， aij表示特征系 数向量个体 ai变异前的第j位变量， amax为基因aij的上界； amin为基因aij的下界； f(g)＝r2(1‑g/Gmax)2， r2 为一个随机数； g为当前迭代次数； Gmax为最大进化代数； r为区间[0,1]内随机数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115238502 A 3