海上风电场送出海缆一般会经过多个敷设区段,对应多种敷设环境,其中在部分散热条件较差的敷设段,海缆允许载流量较低,负荷较大时海缆可能过热运行。为了提高海缆线路运行的安全性,有必要研究沿线不同敷设方式下的各段海缆的载流量,发现载流量瓶颈区段,同时设法提升这些区段载流量,从而同时提升风电场最大允许出力,提高海上发电的长期收益。本文首先根据送出海缆沿线敷设环境的不同,对其进行分段,包括J形管段、海底段、滩涂段和登陆段,这样敷设方式总体上可分为安装于J形管段内和埋地敷设(包括直埋或电缆沟敷设)两种。然后,本文对J形管段载流量进行研究。首先介绍J形管段载流量的热路计算法,包括2D法和quasi-3D法,然后基于COMSOLMultiphysics软件,建立结合CFD的热-流耦合仿真模型,其中耦合了热传导、湍流自然对流传热和热辐射,再选取合适的场景,对以上多种方法的载流量结果进行计算和比较,并分析J形管内的传热特点。其次,本文对各种埋地方式下海缆载流量进行研究,重点是登陆段电缆沟敷设方式。首先建立了海底段、滩涂段和登陆段的直埋方式对应的通用仿真模型,并对各个区段载流量进行比较。然后建立了电缆沟的热-流耦合仿真模型,并对内部的热-流耦合现象进行分析。最后,基于以上研究,分析整条海缆线路的载流量瓶颈区段为登陆段和J形管段,并根据对这些瓶颈段载流量受限因素的分析,提出相应的载流量提升方法,即通风设计J形管和充水电缆沟,并分别通过建立热-流耦合仿真模型进行提升效果的检验,发现载流量提升显著,并深入分析了其内部传热特点和载流量提升的原因。此外,也通过灵敏度分析研究对登陆段和J形管段载流量影响较大的因素。