a)4] =0 (1)
[0039]HBE左侧第1项为输电线路通过载流引起的电阻损耗发热量，其中I为输电线路载 流（A)，Rjl+α(T_Td)]为在温度T下输电线路单位长度电阻（Ω)，R。为标称温度（Td)下 输电线路电阻（Ω)，α为导体电阻温度系数（1/°C，铝导体取为0.004);第2项为日照吸热 量（w/m)，其中Es为日照强度（w/m2)，As为导体日照吸收率，D为导体外径（mm);第3项为 对流散热量（w/m)，A。为对流散热系数，与风速及风向相关；第4项为热福射散热量（w/m)， 4为热辐射散热系数。上述各参数的计算表达式本发明不再逐一列写，具体可参见行业标 准，在输电线路载流及相关气象条件（气温、风速、风向及日照强度）已知的情况下，可通过 求解式（1)获得输电线路温度T。
[0040] 风电功率具有较强的波动性，研究表明风电场小时级输出功率波动量可达风场装 机容量的20%，年等效满发时间仅在2000小时左右。在风功率作用下其外送输电线路温 度同样具有较强的波动性。图（1)为根据1年内某风电场输出功率及附近气象站实测数 据（分辨率为1小时），利用式（1)计算得到的外送风电输电线路（导体型号分别为LGJ 240/40、LGJ300/40和LGJ400/50)持续温度曲线（按全部接纳风电计算），表（1)中则给出 3种型号导线运行温度的变化区间、大于65°C的累计时长，以及累积抗拉强度损失率等具 体数据。
[0041] 表1图1中的相关数据
[0042]
[0043] 可见，随着导体截面的增大输电线路最高温度呈下降趋势，这是由于导体截面增 大会显著增加对流、热辐射散热量，在相同载流及气象环境下导体截面积越大则温度越 低。此外，随着输电线路温度的增长累积持续时间迅速减小，体现出外送风电输电线路温 度的较强波动性，以图1中LGJ300/40型导线为例，一年内其温度变化区间为[-17. 3°C， 93.8Γ]，虽然出现了 90°C以上的高温，但持续时间较短，若不计铝导体在65°C(图1中水 平实线）以下的抗拉强度损失，则能够造成抗拉强度损失的全年累计时间不足30小时。
[0044] 1. 2导体温度与寿命的关系
[0045] 在钢芯铝绞线的制造过程中，铝杆经过拉丝工序形成铝线后具有一定的初始抗 拉强度，在运行环境下，当输电线路重载或遭遇恶劣气象条件导致运行温度较高时（高于 65°C)将引发铝导体的退火过程并导致抗拉强度损失，当抗拉强度下降一定比例（如铝导 体抗拉强度下降12 %~15% )时则标志着输电线路寿命终结。
[0046] 定性来看，输电线路在高温状态下持续时间越长抗拉强度损失也就越大。对此，美 国学者Morgan基于大量试验结果给出了不同类型导体（铜、铝及铝合金）抗拉强度损失与 温度及其持续时间之间的函数关系，并提出了实际运行中导体累积抗拉强度损失的计算方 法。其中铝导体在一定温度及持续时间下抗拉强度损失计算表达式如下：
[0047]ff=ffa {1-exp[-exp(A+mlnt+BT+Cln(R/80))]} (2)
[0048] 式中，t为导体在温度T下的持续时间，对铝导体有：Wa=56、A= -8.3、B= 0.035、 C= 9、m= 0. 285,，其中0"为单股铝线直径（mm)，D。为拉丝采用的铝杆直径（mm)，为拉丝后 与拉丝前的铝线与铝杆的截面积比，体现冷加工强度（本发明中设R= 80)。图2为根据式 (2)计算得到的铝导体在不同持续温度T下30年内的抗拉强度损失变化曲线，可见随着温 度的升高导体抗拉强度损失也随之增长，且一定温度下的抗拉强度损失速度在开始阶段较 快，对各型号导体仿真结果表明，前3年导体累积抗拉损失分别约占30年总量的40%、48% 和54%，第5-10年该比率约以每年3%的速度增长，第10-20年增长速度约为每年2%，第 20-30年增长速度约为1 %。
[0049] 若已知输电线路载流及气象参数的历史数据，则可在式（1)和式（2)的基础上计 算铝导体实际运行中产生的累积抗拉强度损失，计算步骤如下（设已有历史数据时间跨度 为N小时）：
[0050] (1)令k= 1，利用第1个小时载流及气象参数，通过式⑵计算得至IJ第1小时输 电线路温度，若则利用式（1)计算作用下1小时内的抗拉强度损失，若，则令；
[0051] (2)k=k+l，计算第k小时输电线路温度，若则利用式（3)计算温度下产生所需要 的等效时间，并令t=t_+l，然后带入式（1)计算得到k时段累积抗拉强度损失；
[0052]
[0053] (3)若k=N贝IJ计算结束，否则返回步骤（2)。
[0054] 表（1)中导体累积抗拉强度损失即采用以上计算步骤求得。
[0055] 1. 3导线温度与弧垂的关系
[0056] 随着输电线路运行温度的升高，金属的热胀冷缩使导线伸长进而带来拉力及弧垂 的增大，在不考虑导线塑性伸长的情况下，不同温度下的导线水平应力（〇)可由如下状态 方程计算：
[0057]
[0058] 其中，Ε、β分别为钢芯铝绞线弹性系数和温度膨胀系数，可根据导线型号查阅工 程手册获得；γ、Τ分别为导线比载和温度；1为输电线路档距（m);在已知状态1下的导线 水平应力（〇1)、温度0\)，比载（γι)以及状态2下的导线温度（T2)及比载（γ2)的情况 下，通过式（4)即可计算得到状态2下的导线水平应力（〇 2)。其中，比载γ与输电线路导 线型号及气象环境相关（风压、覆冰情况），如在无风、无冰情况下输电线路自重比载计算 式为：
[0059]
[0060] 其中q为导体单位长度质量（kg/km)，Α为导体截面（mm2)，g为重力加速度（9. 8m/ s2)。在缺少应力及气象量测的情况下，通常以控制气象条件（使导线受到应力最大时的气 象条件，本发明采用最低气温条件）和输电线路许用应力为基准状态计算其它状态下导线 的水平应力。
[0061] 输电线路弧垂与其档距、比载及水平应力相关，在计算得到导线水平应力（σ) 后，假设架空线荷载沿其线长匀布且等高悬挂，则根据斜抛物线法有弧垂计算式如下：
[0062]
[0063] 我国行业标准规定在设计输电线路时，对交叉跨越铁路、公路以及按发热条件选 择的导线需按设定ΜΡΤ下的弧垂校验规定要求的安全净距，且按档距的不同还需留有一定 的安全裕度（δ)(档距200以下δ取〇. 5m、700m以下取lm，大于700m时取1. 5m，由于工 程中杆塔呼高通常以3m为一档进行调节，因此为保证安全架线时该裕度通常更大），因此 有安全净距约束：
[0064]sagT_sagMPT<δ(7)
[0065] 其中、分别对应温度T及MPT下的导线弧垂。
[0066] 2、外送风电输电线路热定值计算
[0067] 热定值是输电线路保护整定及电网运行分析与调控决策的重要依据，对外送风电 输电线路，在导线型号一定的情况下，输电线路热定值越高越有利于接纳风电，但过高的热 定值会导致输电线路过热从而引发过大的抗拉强度损失和弧垂；反之，若热定值较低则会 制约设备的高效利用以接纳风电。因此，在弧垂及抗拉强度损失制约下，必然存在能够最大 化接纳风电的最优热定值。本发明在上述输电线路导线温度与寿命、弧垂关系的基础上，以 最大化接纳风电为目标，以输电线路抗拉强度损失及安全净距限制为约束构建输电线路热 定值决策模型如下，从而将热定值计算转化为最优决策问题。
[0068]
[0069]
[0070] 式（8)中NH为输电线路期望使用寿命的小时数，为第i小时流过外送输电线路1 的载流，为第i小时输电线路1温度，I1TR为输电线路1的热定值电流，为第i小时输电线路 风场侧高压母线电压幅值，为第i小时通过输电线路1的风电功率因数，目标函数即为NH 时间内由于输电线路1热定值限制造成的总弃风功率；约束方程中第1式为导体热平衡方 程；第2式为弧垂增量约束；第3式为NH时间内输电线路的累积抗拉强度损失约束。
[0071] 模型（8)中为待决策量，本发明采用如下启发式求解方法：