在电力需求日益增长的背景下,充分挖掘架空线路潜在的输电能力,提高现有电网的利用效率,缓解电力供求矛盾,减少或推迟新建输电走廊,对于践行节能减排、推进电网结构优化具有特别的意义,也是学术界和工程界共同关注的焦点。电热协调理论作为电力运行调度中的最新理论,可在本质上体现输电导线的热载荷能力,得到了广泛关注。本文以线路温度计算模型为重点,以电热协调模型解法为核心,结合实验探索和理论研究,对电网运行中的电热协调理论进行了深入研究和进一步完善。总体来看,研究可分为如下三个部分。1)计及导线交流电阻非线性特性的电热协调潮流模型研究。研究中,设计实验平台对不同电流和温度条件下的交流电阻值进行了实测,结合参数估计方法构建了基于电流非线性修正函数的交流电阻模型。在此基础上,提出了计及导线交流电阻非线性特性的电热协调潮流模型,在推导模型牛顿求解方法基础上,进一步利用高压输电网电抗远大于电阻的特性,提出了电、热分开迭代的快速解耦算法,降低了模型求解的复杂度。算例仿真表明:所提模型能够有效避免线路运行温度被低估现象,保证系统运行安全,所提快速解耦计算方法能够提高模型求解效率。2)计及导线径向温度分布的电热协调最优潮流模型研究。该研究首先基于热电类比理论构建了状态方程形式的架空导线径向热路模型,提出了基于辨识的模型参数获取方法,揭示了模型参数随载流及气象条件变化的规律,解决了径向热功率、热阻和热容参数难以准确计算的问题。由此,设置导线表面温度和线芯温度双重约束,构建了计及导线径向温度分布的电热协调动态最优潮流模型。在利用原对偶内点法求解模型过程中,将动态变量与静态变量分离,提出了 KKT条件修正方程的快速求解方法。仿真结果表明:所提模型能够保证导线弧垂安全,提高调度决策控制的可靠性。3)基于模型预测控制的电热协调安全经济调度模型研究。研究首先针对气象参数不确定性进行了探索,提出基于小波包变换和峰式马尔科夫链的风速预测模型,结合传统风速预测方法揭示了风速预测误差及其与预测时长之间的关联规律,分析了传统开环调度模型应对气象预测误差的不足。在此基础上,提出了基于模型预测控制的电热协调安全经济调度模型,以滚动时域优化代替传统调度模型中的一次开环优化,以实际测量所得输出信息作为反馈构成了调度控制闭环。仿真对比结果表明:所提模型能够及时修正气象预测误差带来的优化调度结果偏差,提高决策控制精度,有利于促进电热协调调度理论的进一步工程应用。