[0072] (1)令i= 1，读入输电线路型号、NH时间内风电功率及气象参数等数据（在缺乏 历史数据的情况下也可通过概率抽样获取数据进行分析），计算各时段输电线路1的载流， 并在保守气象条件假设下计算热定值作为初值；
[0073] (2)判断若则说明由于输电线路1热定值限制导致了弃风，此时计算目标函数中 第i时段弃风功率并累加，并令；
[0074] (3)将代入式（1)计算输电线路温度，并在此基础上分别计算输电线路弧垂及累 积抗拉强度损失；
[0075] (3)令i = i+Ι，若i=NH贝丨J进行下一步，否则返回步骤（2);
[0076] (4)判断NH时间内是否出现弧垂或累积抗拉强度损失越限，若越限存在则按一定 比例减小（本发明中令该比例为0.95,即Λ__.=α95 / .)后返回步骤⑴；若不存在越限则进 行下一步；
[0077] (5)判断目标函数是否为0,若不为0则按一定比例增大（本发明中令该比例为 1.1，即 /_:=1.1/_:)后返回步骤（1)，否则计算结束。
[0078] 3算例分析
[0079] 设某风电场原装机容量99丽，其外送风电输电线路采用110kV电压等级 LGJ300/40型号导线，输电距离约30km，在保守气象环境假设下（气温35°C，风速0. 5m/s垂 直于导体，日照强度l〇〇〇w/m2,最大允许温度70°C)其传统STR为559A，按导体发热校验能 够满足风电场满发时的外送需要。运行5年后将该风电场装机容量扩大至150MW，传统STR 保守性凸显，采用本发明方法计算热定值的条件如下：
[0080] (1)输电线路档距200m，经过校验MPT下的弧垂为4m，满足安全净距要求，且裕度 为lm;许用应力，控制气象为最低气温（_20°C);
[0081] ⑵风电场扩建后，外送输电线路剩余期望使用寿命为25年，在此期间内的铝导 体允许累积抗拉强度损失率为12%。
[0082] (3)忽略风场扩建前其外送输电线路的高温运行情况，即输电线路初始抗拉强度 损失率为 =〇。
[0083] (4)仿真时间跨度为25年，风功率及气象数据重复使用了某风电场及附近气象站 1年的实测数据。
[0084] 设热定值初值，首先不考虑气象环境的变化，在保守气象条件假设下按上节所述 计算步骤得到结果如表2所示：
[0085] 表2热定值计算结果
[0086]
[0087] 由表2可见，在保守气象环境假设下，如按传统STR设定输电线路热限制（559A)， 虽然带来了较低的累积抗拉强度损失及弧垂，但25年内的弃风功率却达到1. 04X106Mff; 按本发明方法最终确定热定值为818A(此时弧垂较MPT下的弧垂增大lm，受对地安全净距 限制），虽然出现了l〇〇°C以上的高运行温度，但持续时间较短，且25年内的累积抗拉强度 损失率为7. 8%远低于12%的限值，累积弃风功率为7075MW，显著减小了弃风量。
[0088] 如考虑气象环境的变化则本发明方法计算结果如表3,决策热定值为900A，此时 不存在弃风且弧垂与抗拉损失均在限值之内。若按设定MPT= 70°C结合实测气象参数计算 DTR，则会产生41398MW的弃风。
[0089] 表3热定值计算结果
[0090]
[0092] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1. 一种外送风电输电线路热定值方法，其特征是：包括以下步骤： 以输电线路期望使用寿命时间内，由于输电线路热定值限制造成的总弃风功率为目标 函数，以导体热平衡、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 的最优决策模型，对该模型采用启发式求解：首先确定保守气象环境假设下的输电线路的 静态热定值作为热定值决策量的初值，然后结合风功率、气象环境的实测或假设概率分布 下的抽样数据，模拟输电线路期望使用寿命期间内的输电线路温度、抗拉强度损失及弧垂， 若出现抗拉强度损失或弧垂越限的情况则说明热定值偏高，此时以一定步长减小热定值后 更新热定值初值并重复上述模拟过程；若未出现抗拉强度损失或弧垂越限的情况则需进一 步判断目标函数是否为零，若是则输出热定值作为结果，若否则以设定步长增大热定值后 更新初值并重复模拟过程，直至抗拉强度损失或弧垂达到限值，或目标函数为零，输出待决 策量的决策结果。2. 如权利要求1所述的一种外送风电输电线路热定值方法，其特征是：所述导体热平 衡约束条件为：在热稳态条件下输电线路温度与载流及气象环境之间关系的数学表达。3. 如权利要求1所述的一种外送风电输电线路热定值方法，其特征是：所述输电线路 抗拉强度损失约束条件为：在期望寿命期内输电线路累积抗拉强度损失率小于等于设定允 许值。4. 如权利要求1所述的一种外送风电输电线路热定值方法，其特征是：所述安全净距 限制约束条件为：任意时间内，输电线路所处温度下的导线弧垂与输电线路长期连续运行 最大允许温度的导线弧垂的差值小于等于输电线路设计时所预留的弧垂裕度。5. 如权利要求1所述的一种外送风电输电线路热定值方法，其特征是：所述最优决策 模型为：,其中，NH为输电线路期望使用寿命的 小时数，磅为第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，U(1)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。6. 如权利要求1所述的一种外送风电输电线路热定值方法，其特征是：所述待决策量 为输电线路的静态热定值。7. 如权利要求1所述的一种外送风电输电线路热定值方法，其特征是：所述求解的具 体步骤包括： (1) 在保守气象条件假设下计算热定值/作为初值； (2) 令i = 1，越限标识oflag = 1 ;读入输电线路型号、NH时间内风电功率及气象参数 数据，并计算各时段外送风电输电线路1的载流Ilw; ⑶判断若则说明由于输电线路1热定值限制导致了弃风，此时计算目标函数 中第i时段弃风电量并累加，并令7 _ = z ; (4)将巧代入式（1)计算输电线路温度并在此基础上分别计算输电线路弧垂 及累积抗拉强度损失STs; (5) 令i = i+1，若i = NH贝1J进行下一步，否则返回步骤⑶； (6) 判断NH时间内是否出现弧垂或累积抗拉强度损失越限，若越限存在则按一定比例 减小/后返回步骤（2)，并设置越限标识oflag = 1 ;若不存在越限则进行下一步； (7) 判断目标函数是否为0,若不为0且oflag = 0则按一定比例增大C后返回步骤 (2);否则计算结束，输出/为最终结果。8.如权利要求7所述的一种外送风电输电线路热定值方法，其特征是：所述步骤（2) 中，在缺乏历史数据的情况下通过概率抽样获取数据进行分析。
【专利摘要】本发明公开一种外送风电输电线路热定值方法，根据输电线路导线温度与寿命、弧垂关系，以输电线路期望使用寿命的时间内由于输电线路热定值限制造成的总弃风功率为目标函数，以导体热平衡、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的最优决策模型，计算各时段输电线路的载流，与热定值初始值作比较，若载流大于热定值初始值，则计算目标函数中该时段弃风功率并累加，更新导线温度、输电线路抗拉强度损失，不断迭代重复，直到输电线路期望使用寿命的时间目标函数为零，求解出待决策量。本发明基于输电线路运行寿命及安全净距需求构建了导体抗拉强度损失及弧垂约束，有效克服传统热定值的保守性，有效增强电网接纳风电能力。
【IPC分类】H02J3/00
【公开号】CN105281330
【申请号】CN201510757701
【发明人】王孟夏, 韩学山, 王勇, 杨明, 王明强
【申请人】山东大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月9日