Page 138 - 《中国电力》2026年第3期

第 59 卷 第 3 期 Vol. 59, No. 3
2026 年 3 月 ELECTRIC POWER Mar. 2026

引用格式：段肖力, 刘三伟, 喻婷, 等. 基于改进多导体理论的城市输电系统稳态建模与损耗抑制[J]. 中国电力, 2026, 59(3): 134−141.
Citation: DUAN Xiaoli, LIU Sanwei, YU Ting, et al. Steady state modeling and loss suppression of urban transmission system based on improved
multi conductor theory[J]. Electric Power, 2026, 59(3): 134−141.

基于改进多导体理论的城市输电系统

稳态建模与损耗抑制

段肖力 ，刘三伟 ，喻婷 ，范翔宇 ，孙丁 ，李华强 2
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(1. 国网湖南省电力有限公司电力科学研究院，长沙 410007；2. 西安交通大学，西安 710049)
Steady state modeling and loss suppression of urban transmission system
based on improved multi conductor theory
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DUAN Xiaoli , LIU Sanwei , YU Ting , FAN Xiangyu , SUN Ding , LI Huaqiang 2
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(1. State Grid Hunan Electric Power Co., Ltd. Electric Power Science Research Institute, Changsha 410007, China;
2. Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China)

Abstract: Aiming at the problems of high grounding loss and 建模方法与智能阻抗补偿策略。在建模方面，将输电线
sheath current risk in urban underground power transmission 路离散为微元段，基于传输线电报方程构建节点导纳矩
system, an improved multi-conductor modeling and intelligent 阵，并引入含接地节点的矩阵级联算法，解决了传统传
impedance compensation strategy are proposed. In the 播矩阵在特征值重复场景下对角化失效的问题，实现了
全 系 统 电 压 与 电 流 分 布 的 高 精 度 求 解 。 仿 真 结 果 表 明 ，
modeling aspect, the transmission line is discretized into micro-
所提方法能够将护套感应电压与循环电流的计算误差控
element segments, and the node admittance matrix is
制在 1% 以内，为输电系统运维中的实时优化与智能调控
constructed based on telegrapher's equation, and the matrix-
提供了技术支撑。
level cascade algorithm with grounding nodes is introduced to
关键词：城市输电系统；多导体建模；接地损耗优化
solve the problem of diagonalization failure of the conventional
DOI：10.11930/j.issn.1004-9649.202509059

propagation matrix in the of repeated eigenvalues, and the high-
precision solution of the voltage and current distribution in the
0 引言
whole system is realized. The simulation results show that the
proposed method can control the calculation error sheath
随着城市化进程的加速，城市用电负荷呈现
induced voltage and circulating current within 1%, and provide
technical support for real-time optimization and intelligent 爆发式增长，对电网供电的可靠性、安全性与经
control in the operation and maintenance of power transmission 济性提出了更高要求 [1-5] 。电力电缆作为城市电网
system. 输电环节的核心设备，已成为连接城市变电站与
This work is supported by Science and Technology Project of 负荷中心的重要枢纽，直接支撑着商业中心、交
SGCC (No.5500-202323541A-3-2-ZN). 通枢纽、居民区等核心区域的供电需求。
Keywords: urban transmission system; multi-conductor model- 然而，城市隧道电缆系统的特殊运行环境与
ing; grounding loss optimization
复杂结构，使其面临着两大核心挑战：1）隧道
摘 要：针对城市地下输电系统运行中普遍存在的接地 内空间封闭、散热条件有限，电缆运行过程中产
损耗偏高与护套电流风险问题，提出了一种改进多导体 生的损耗不仅会降低输电效率，还可能导致电缆
温度升高，加速绝缘老化，增加绝缘击穿风险 [6-7] ；
收稿日期：2025−09−25； 修回日期：2026−01−18。 2）110 kV 电力电缆多采用单芯结构，在交流运
基金项目：国家电网有限公司科技项目（5500-202323541A- 行时，电缆芯线会在护套上感应出电压与循环电
3-2-ZN）。 流，不仅造成能源浪费，还会进一步加剧护套发

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