面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法及系统与流程

本发明涉及电缆老化预测，具体涉及面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法及系统。

背景技术：

1、海上风电环境中，铝合金电力电缆长期承受机械振动、盐雾侵蚀、湿热交变和温度循环等复杂工况，其老化劣化由机械损伤与电化学腐蚀共同作用引起。准确预测电缆老化状态对保障海上风电场安全运行、降低运维成本和避免非计划停机具有重要意义。然而，现有老化预测结果与实际运行状态之间往往存在较大偏差，难以满足海上风电长期可靠运行对预测精度的要求。

2、现有老化预测中，机械振动、电热温湿和屏蔽层介质损耗电流等数据在时间基准、频域范围和物理量纲上不一致，机械损伤与电化学腐蚀之间缺乏物理关联，高温蒸发抑制和腐蚀产物致密钝化等竞争效应难以体现，实测信号中的测量噪声容易与真实老化偏差混淆，校正过程缺乏物理边界约束和收敛验证，导致预测结果准确性低、可解释性差且可靠性不足。因此，如何提高海上风电铝合金电力电缆老化预测的准确性和可靠性，成为目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法及系统。本发明解决了海上风电铝合金电力电缆老化预测中多源数据不一致、机械与腐蚀分支缺乏物理耦合、残差校正不可靠，导致预测准确性低的技术问题。

2、鉴于上述问题，本发明提供了面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，包括：

3、获取目标铝合金电力电缆的机械振动序列、电热温湿序列及屏蔽层介质损耗电流；

4、构建双分支物理约束时序网络，双分支物理约束时序网络包括机械损伤分支和电化学腐蚀分支，将机械振动序列输入机械损伤分支，将电热温湿序列输入电化学腐蚀分支，分别输出导体表面氧化膜破裂程度和导体腐蚀程度；

5、根据导体表面氧化膜破裂程度和导体腐蚀程度计算铝合金电力电缆的基准介质损耗电流，并计算基准介质损耗电流与实测的屏蔽层介质损耗电流之间的残差，当残差超过预设阈值时，对电化学腐蚀分支进行校正；

6、基于校正后的双分支物理约束时序网络，输出铝合金电力电缆的老化预测结果。

7、本发明还提供了面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测系统，包括：

8、多源数据获取模块，用于获取目标铝合金电力电缆的机械振动序列、电热温湿序列及屏蔽层介质损耗电流；

9、双分支网络构建模块，用于构建双分支物理约束时序网络，双分支物理约束时序网络包括机械损伤分支和电化学腐蚀分支，将机械振动序列输入机械损伤分支，将电热温湿序列输入电化学腐蚀分支，分别输出导体表面氧化膜破裂程度和导体腐蚀程度；

10、基准电流校正模块，用于根据导体表面氧化膜破裂程度和导体腐蚀程度计算铝合金电力电缆的基准介质损耗电流，并计算基准介质损耗电流与实测的屏蔽层介质损耗电流之间的残差，当残差超过预设阈值时，对电化学腐蚀分支进行校正；

11、老化预测输出模块，用于基于校正后的双分支物理约束时序网络，输出铝合金电力电缆的老化预测结果。

12、本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

13、本发明通过同步获取时间对齐、频域一致且物理意义明确的机械振动序列、电热温湿序列和屏蔽层介质损耗电流，构建机械损伤分支与电化学腐蚀分支跨通道耦合的双分支物理约束时序网络，利用动态破裂面积率作为氯离子渗透通道的非线性放大乘子，并融合温度正向加速、水分蒸发抑制和腐蚀产物致密钝化效应，使导体腐蚀程度预测更符合实际工况；进一步将导体表面氧化膜破裂程度和导体腐蚀程度分别映射为等效绝缘阻抗物理拓扑中的界面极化参数和多孔介质漏电导参数，实现机械致损贡献度与电化学致损贡献度的分离量化，并通过波动标准差归一化、物理上限约束下的权重更新、机械损伤分支同步校正以及残差收敛验证形成闭环预测机制，从而显著提高海上风电铝合金电力电缆老化预测的准确性、鲁棒性和可解释性，并能够输出氧化膜破裂程度、导体腐蚀程度，为电缆运维和更换决策提供可靠依据。

14、综上，本发明解决了海上风电铝合金电力电缆老化预测中多源数据不一致、机械与腐蚀分支缺乏物理耦合、残差校正不可靠，导致预测准确性低的技术问题。

1.面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，其特征在于，获取目标铝合金电力电缆的机械振动序列、电热温湿序列及屏蔽层介质损耗电流，包括：

3.根据权利要求1所述的面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，其特征在于，所述机械损伤分支包含时序卷积模块，用于提取所述机械振动序列中的应力疲劳循环特征，并输出表征导体表面氧化膜裸露面积比例的动态破裂面积率，作为导体表面氧化膜破裂程度；

4.根据权利要求3所述的面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，其特征在于，在所述电化学腐蚀分支中，将所述动态破裂面积率作为氯离子渗透通道的非线性放大乘子对输入的盐雾浓度特征进行动态缩放，还包括：

5.根据权利要求1所述的面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，其特征在于，根据所述导体表面氧化膜破裂程度和所述导体腐蚀程度计算所述铝合金电力电缆的基准介质损耗电流，包括：

6.根据权利要求5所述的面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，其特征在于，将所述机械损伤分支输出的导体表面氧化膜破裂程度映射为所述界面极化寄生电容支路的电容增量参数，包括：

7.根据权利要求5所述的面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1所述的面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，其特征在于，计算所述基准介质损耗电流与实测的所述屏蔽层介质损耗电流之间的残差，包括：

9.根据权利要求8所述的面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，其特征在于，当残差超过预设阈值时，对所述电化学腐蚀分支进行校正，包括：

10.面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测系统，其特征在于，用于执行权利要求1至9任一项所述的面向海上风电的铝合金电力电缆老化预测方法，包括：