CN104463713A - 输电线路经济电流密度计算方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种输电线路经济电流密度计算方法和系统，获取输电线路的初次投入数据、运行维护数据和退役处置数据。根据初次投入数据计算输电线路的初次投入成本。根据运行维护数据计算输电线路的运行维护成本。根据退役处置数据计算输电线路的退役处置成本。根据初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算输电线路的经济电流密度并输出。综合考虑线路整个周期各项活动成本计算输电线路经济电流密度，提高了计算准确度。得到符合当前我国经济发展形势和企业经营状况的经济电流密度推荐值，既能显著提高公司拟经营效益，也符合当前的节能减排的经济发展趋势，具有十分重要的经济和社会效益。

Description

输电线路经济电流密度计算方法和系统

技术领域

本发明涉及电力电网技术领域，特别是涉及一种输电线路经济电流密度计算方法和系统。

背景技术

经济电流密度是指使输电导线在运行中，电能损耗、维护费用和建设投资等各方面都最经济的电流密度。导线截面影响线路投资和电能损耗，为了节省投资，要求导线截面小些；为了降低电能损耗，要求导线截面大些。综合考虑确定一个比较合理的导线截面，称为经济截面积，与其对应的电流密度称为经济电流密度。我国线路导线截面的选择主要是按照经济电流密度进行初选，然后按照发热条件、环保条件、无线电干扰、可听噪声等进行验算。

传统的输电线路经济电流密度计算方法主要是考虑线路初始投资和线路运行损耗，综合这两种因素选择合适的经济电流密度。由于参考的因素较少，传统的输电线路经济电流密度计算方法存在准确性低的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种准确性高的输电线路经济电流密度计算方法和系统。

一种输电线路经济电流密度计算方法，包括以下步骤：

获取输电线路的成本数据，所述成本数据包括初次投入数据、运行维护数据和退役处置数据；

根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本；

根据所述运行维护数据计算所述输电线路的运行维护成本；

根据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本；

根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算所述输电线路的经济电流密度并输出。

一种输电线路经济电流密度计算系统，包括：

数据获取模块，用于获取输电线路的成本数据，所述成本数据包括初次投入数据、运行维护数据和退役处置数据；

第一计算模块，用于根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本；

第二计算模块，用于根据所述运行维护数据计算所述输电线路的运行维护成本；

第三计算模块，用于根据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本；

数据处理模块，用于根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算所述输电线路的经济电流密度并输出。

上述输电线路经济电流密度计算方法和系统，获取输电线路的初次投入数据、运行维护数据和退役处置数据。根据初次投入数据计算输电线路的初次投入成本。根据运行维护数据计算输电线路的运行维护成本。根据退役处置数据计算输电线路的退役处置成本。根据初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算输电线路的经济电流密度并输出。综合考虑线路整个周期各项活动成本计算输电线路经济电流密度，与传统的输电线路经济电流密度计算方法相比，提高了计算准确度。得到符合当前我国经济发展形势和企业经营状况的经济电流密度推荐值，既能显著提高公司拟经营效益，也符合当前的节能减排的经济发展趋势，具有十分重要的经济和社会效益。

附图说明

图1为一实施例中输电线路经济电流密度计算方法的流程图；

图2为一实施例中输电线路经济电流密度计算系统的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

一种输电线路经济电流密度计算方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S110：获取输电线路的成本数据。

成本数据包括初次投入数据、运行维护数据和退役处置数据。将线路整个成本周期可划分为获得阶段、运行维护阶段和退役阶段。线路获得阶段包含规划设计和采购建设两阶段。运行维护阶段包括线路的日常运行、检修、定期维护、损耗、相应备品备件仓储等活动。目前线路的运行与维护活动由线路工区负责，线路工区下划分若干运检班组，运检班组负责巡视、线路日常管理以及处理线路缺陷和故障。线路到寿命终结的时候进入退役阶段，需要进行清理、处置、退役等活动。将获得阶段的相关成本作为初次投入数据，将运行维护阶段的相关成本作为运行维护数据，将退役阶段的相关成本作为退役处置数据。

具体地，根据输电线路全过程活动可以确定线路的总成本的构成，包括初次投入成本、运行人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本、备件仓储成本和退役处置成本等。

初次投入成本指线路投产前的成本支出，包括采购建设费、规划设计费、安装调试费和其它费用。采购建设费包括线路和杆塔等设备购买费、现场服务费、专用工具及初次备品备件费、供应商运输费及其相关税费、保险费等。安装调试费包括设备建设安装费、业主方运输费、设备投运前的调试费。其它费用包括可能发生的有关其它试验等的费用。

运行人工及维护成本指运行人工成本和其他维护费，包括巡视人工费用、日常巡视检查需要的巡视设备和材料费用、运行工区为保证线路正常运行支付的其他费用、融资带来的贷款利息、线路保险费。检修成本指因线路失效引起的检修成本，根据设备失效程度，包括临检成本和大修成本(可称为修理成本)，线路检修不涉及更换部件，线路修理涉及更换备件。临检成本包括临检的人工成本、材料成本和机械成本。材料主要指检修中消耗各种易耗品。大修成本包括大修人工成本、材料成本、机械成本和装置性材料成本；机械指检修中需要使用的车辆、吊具、大型仪器设备等；装置性材料指大修需要更换的线路部件，属于备件使用。定期维护成本指周期性检测引起的成本支出，包括试验的人工成本、材料成本和机械成本。运行损耗成本指线路运行中电量损耗引起的成本。备件仓储成本指为保证线路可靠性而必须长期储备的备品备件成本，包括备品备件的采购成本和仓储成本。

退役处置成本指线路寿命结束时引起的成本费用，包括线路拆除处置人工、设备费用、运输费、退役处理时的环保费用、提前退役时的价值损失减去设备退役时的残值。

步骤S120：根据初次投入数据计算输电线路的初次投入成本。

根据初次投入数据构建初次投入成本计算表达式，可用作计算输电线路的初次投入成本。在其中一个实施例中，初次投入数据包括线路回路数、导线分裂数、导线密度、导线截面积、导线长度、单位重量导线价格和附加费用。步骤S120具体为

$C_I=N_P{N}_C{\mathrm{\ρ}}_m\mathrm{SL\α}+\underset{i=1}{\mathrm{\Σ}}{M}_i$

其中，C_I表示初次投入成本，N_P为线路回路数，N_C为导线分裂数，ρ_m为导线密度(g/cm³)，S为导线截面积(mm²)，L为导线长度(km)，α为单位重量导线价格(元/kg)，为附加费用(元)，具体指施工费用和其他费用的总和。得到的初次投入成本计算表达式用于后续步骤中计算输电线路的经济电流密度，也可直接计算得到输电线路的初次投入成本，为电网输电线路整改提供参考数据。

步骤S130：根据运行维护数据计算输电线路的运行维护成本。

根据获取的运行维护数据构建运行维护成本计算表达式，可用作计算输电线路的运行维护成本。在其中一个实施例中，运行维护数据包括设备运行人工及维护成本、线路折现率、线路预计退役时间、线路失效率、线路临检平均成本、线路修理平均成本、线路失效临检概率、线路失效修理概率、最大负荷损耗小时数、线路定期检修周期成本、线路额定输送容量、线路最大负载率、输电线路总交流电阻、平均购电价和备件仓储成本。步骤S130包括步骤131至步骤136。

步骤131：计算运行人工及维护成本。具体为

$C_O=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\Σ}}}\frac{C_{\mathrm{O\Λ}}\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\δ})}^t}$

其中，C_O表示人工及维护成本，C_OA(t)表示第t年的设备运行人工及维护成本，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间。

假设C_OA(t)＝C_OAH(1+α₁)^t-1+C_OAM(1+α₂)^t-1+(C_ASS+α₃(t-1))+(C_INT+α₄(t-1))，1≤t≤t_D，即设备运行人工及维护成本随时间增加。其中，C_OAH表示投运第1年线路的运行人工成本，α₁表示人工成本变化率，0≤α₁≤1；C_OAM表示投运当年线路的其他运行维护成本，α₂表示其他运行维护成本变化率，0≤α₂≤1；C_ASS表示线路在运第1年支付的保险费，α₃表示保险费的年变化额；C_INT表示线路在投运第1年需要支付的贷款利息(除本金)，α₄表示年还款利息金额的年变化额；t_D表示线路预计退役时间，为随机变量。

假设投运第1年线路所在运行工区共有n_H人，平均薪酬为负责500kV、220kV和110kV条线路各n₅₀₀，n₂₂₀和n₁₁₀条。电压等级为V_i的线路i的长度为L_i，导线截面积为S_i，线路电阻率为ρ_i。假设对于运行工区看守500kV、220kV和110kV条线路的关注系数分别为e₅₀₀,e₂₂₀,e₁₁₀，则线路投运当年的运行人工成本为

$C_{\mathrm{O\ΛH}}=\frac{L_i}{\underset{j=1}{\overset{n_{V_i}}{\mathrm{\Σ}}}{L}_j}\·\frac{e_{V_i}{n}_H{\stackrel{\‾}{C}}_{\mathrm{O\ΛH}}}{e_{500}+e_{220}+e_{110}}$

投运第1年整个变电站的其他维护费用总额为C_OTMW，线路投运第1年的其他运行维护成本为

$C_{\mathrm{O\ΛM}}=\frac{L_i}{\underset{j=1}{\overset{n_{V_i}}{\mathrm{\Σ}}}{L}_j}\·\frac{e_{V_i}{C}_{\mathrm{OTMW}}}{e_{500}+e_{220}+e_{110}}$

步骤132：计算检修成本。具体为

$C_M=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\Σ}}}\frac{r\left(t\right)(C_{\mathrm{MAMR}}\left(t\right)(1-\mathrm{\ρ}\left(t\right))+C_{\mathrm{MAO}}\left(t\right)\mathrm{\ρ}\left(t\right))}{{(1+\mathrm{\δ})}^t}$

其中，C_M表示检修成本，r(t)表示在第t年的线路失效率，C_MAMR(t)表示在第t年的线路临检平均成本，C_MAO(t)表示线路在第t年的线路修理平均成本，1-ρ(t)表示在第t年的线路失效临检概率，ρ(t)表示第t年的线路失效修理概率，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间。线路失效率无后效性，检修能使线路达到失效前的状态，缺陷当年发生当年进行检修。

第t年的线路失效率r(t)具体为

r(t)＝N_ir_tower(t)+3L_ir_wire(t)

其中，N_i表示线路i的塔杆数，r_tower(t)和r_wire(t)分别表示单位塔杆在第t年的失效率和单位长度单根导线在第t年的失效率。

假设失效率r_tower(t)和r_wire(t)分别具有以下具体形式的浴盆曲线分别为

其中，是与塔杆特征寿命有关的参数，f₁，f₂为其失效率浴盆形状参数，并且0≤f₁≤1，f₂≥1，是与导线特征寿命有关的参数，f₁'，f₂'为其失效率浴盆形状参数，并且 0≤f₁'≤1，f₂'≥1，

当塔杆和导线均处于稳态时，整个线路的失效率为Λ＝N_iλ+3L_iλ′。

第t年的线路失效修理概率ρ(t)具体为

其中，t_MAO表示线路的修理周期，μ表示修理比例的增加率。

步骤133：计算定期维护成本。具体为

其中，C_RM表示定期维护成本，C_CMAj(i△t_CMj)为线路定期检修周期成本，表示第j项定期检修项目在第i个检修周期的成本，△t_CMj表示该项定期检修的周期，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间。

步骤134：计算运行损耗成本。

线路损耗包括有功损耗和无功损耗。有功损耗由线路的总电阻引起，超高压线路需加上电晕损耗。无功损耗由总电抗引起，由于线路导线截面积的选择以晴朗天气不发生电晕为前提，而沿绝缘子的渗漏很小，故一般不考虑电导。导线长度L≤100km时，线路电压不高时，线路总电纳的影响也不大，可略去。本实施例中运行损耗主要指有功损耗，运行损耗成本具体计算公式为

$C_L=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{\τP}}^2{l}_M^2\left(t\right){\mathrm{Rp}}_{\mathrm{\Λ}}\left(t\right)}{{1000U}^2{(1+\mathrm{\δ})}^t}$

其中，C_RM表示运行损耗成本，τ为最大负荷损耗小时数，P表示线路额定输送容量，l_M(t)表示第t年的线路最大负载率，R表示输电线路总交流电阻，p_A(t)表示第t年的平均购电价，U为线路输电电压，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间。

预计投运初期负载率最低，之后总体来说随年递增，直到第t_N年达到最大负载率，并保持到退役。假设第一年负载率为l_Mmin，负荷增长率为a，则

$l_M\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{l}_{M\min }+\mathrm{at},t=\mathrm{1,2},...,t_N\\ l_{M\min }+{\mathrm{at}}_N,t_N<t\&le;t_D\end{array}\right.$

最小负载率、负荷增长率和达到最大负载率的时间可根据线路负荷曲线给出经验值。

输电线路总交流电阻R为

$R=\frac{N_P{\mathrm{\&rho;}}_{20}B[1+{\mathrm{\&alpha;}}_{20}({\mathrm{\&theta;}}_m-20)]L\&times;{10}^9}{N_{C}S}$

其中，ρ₂₀为导线材料的直流电阻率，以铝线为例，ρ₂₀为31.5×10^-9Ω·m。S为导线截面积，单位一般为mm²。N_C为导线分裂数目，L为导线长度，单位为km。B为综合邻近效应、集肤效应的系数，α₂₀表示导线20℃时的电阻温度系数，θ_m为导体温度，导体截面按经济电流选择时以IEC(International Electro technicalCommission，国际电工委员会)经验θ_m＝40℃，导体截面按允许载流量选择时θ_m＝70℃(PVC(Polyvinyl chloride polymer，聚氯乙烯)绝缘)和θ_m＝90℃(XLPE(crosslinked polyethylene，交联聚乙烯)绝缘)。

在长达几十年的时间里购电价是波动的，但总体趋势应该是稳步增长的，则第t年的平均购电价p_A(t)为

其中，p_A为投运第1年的平均购电价，△t_PA表示增长周期，σ_A表示增长值。

步骤135：计算备件仓储成本。具体为

$C_{\mathrm{SP}}=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{C_{\mathrm{ware}}\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_SP表示备件仓储成本，C_ware(t)表示第t年的备件仓储成本，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间。

步骤136：根据人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本计算得到输电线路的运行维护成本。

将上述人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本的计算表达式相加，便得到输电线路的运行维护成本的计算表达式，用于后续步骤中计算输电线路的经济电流密度，也可直接计算得到输电线路的运行维护成本，为电网输电线路整改提供参考数据。

本实施例中在计算输电线路的运行维护成本时，综合考虑了资金的时间成本、单位电价、导线价格和线路年损等参量，更加符合输电线路的实际使用环境，使得到的运行维护成本准确定更高，后续计算经济电流密度时同样可提高计算准确度。

步骤S140：根据退役处置数据计算输电线路的退役处置成本。

根据退役处置数据构建退役处置成本的计算表达式，可用作计算输电线路的退役处置成本。在其中一个实施例中，退役处置数据包括线路退役清理成本、线路回收残值和线路预计寿命周期。步骤S140具体为

$C_D=\frac{C_R+C_V-C_{\mathrm{NS}}}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}}$

$C_V=C_I(1-\frac{(1-\mathrm{\&epsiv;})t_D}{T})$

其中，C_D表示退役处置成本，C_R为线路退役清理成本，C_V表示提前退役线路价值损失，C_NS表示线路回收残值，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；T表示线路预计寿命周期，ε表示预计残值率，且0≤ε≤1。本实施例中线路预计寿命周期T为30年，设备采用直线法折旧，折旧年限为30年，预计残值率ε为5％。

得到的输电线路的退役处置成本的计算表达式用于后续步骤中计算输电线路的经济电流密度，也可直接计算得到输电线路的退役处置成本，为电网输电线路整改提供参考数据。

步骤S150：根据初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算输电线路的经济电流密度并输出。

综合初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本的计算表达式，可求得经济电流密度的计算表达式。在其中一个实施例中，运行维护成本包括运行人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本。步骤S150包括步骤152至步骤156。

步骤152：根据初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本建立输电线路总成本费用模型。

由于输电线路的总成本费用包括初次投入成本、运行人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本、备件仓储成本和退役处置成本。因此。计算总成本费用TC的理想模型为

根据上述计算输电线路的总成本费用TC的理想模型，可以将总成本费用转化为关于截面S的表达式，得到输电线路总成本费用模型如下

f(S)＝f_I(S)+f_O(S)+f_M(S)+f_RM(S)+f_L(S)+f_SP(S)+f_D(S)

其中，f(S)表示输电线路总成本费用，f_I(S)表示初次投入成本，f_O(S)表示运行人工及维护成本，f_M(S)表示检修成本，f_RM(S)表示定期维护成本，f_L(S)表示运行损耗成本，f_SP(S)表示备件仓储成本，f_D(S)表示退役处置成本，S为导线截面积。

步骤154：根据输电线路总成本费用模型计算得到经济电流密度表达式。

对电线路总成本费用f(S)关于导线截面积S求导，令其一次导数为0，即可求出当f(S)即总成本费用最小时，导线截面积S的表达式。再根据经济电流密度与导线截面积的关系j_es＝I/S求出经济电流密度的表达式如下

$j_{\mathrm{es}}=\sqrt{\frac{\frac{T[{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}+{\mathrm{\&lambda;}}_R-{\mathrm{\&lambda;}}_{\mathrm{NS}}]+\mathrm{\&epsiv;}-1}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}}{N}_P{N}_C{\mathrm{\&rho;}}_m\mathrm{L\&alpha;}}{\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{N_P{\mathrm{\&tau;\&rho;}}_{20}B[1+{\mathrm{\&alpha;}}_{20}({\mathrm{\&theta;}}_m-20)]l_M^2\left(t\right)p_A\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t{N}_C}}}\&times;{10}^{-3}$

其中，j_es表示经济电流密度，ρ_m为导线密度(g/cm³)，t_D为线路预计退役时间(年)，τ为最大负荷损耗小时数(h)，ρ₂₀为导线材料的直流电阻率(Ω·km)，l_M(t)为第t年的线路最大负载率(％)，p_A(t)为第t年的平均购电价(元/kWh)，δ为线路折现率(％)，T为线路预计寿命周期(年)，λ_R表示退役清理成本C_R相对初次投入成本C_I的比例(％)，λ_NS表示线路回收残值C_NS相对初始投入成本C_I的比例(％)，ε为预计残值率，且0≤ε≤1，N_C为导线分裂数，N_P为导线回路数，L为导线长度(km)，B表示综合邻近效应和集肤效应的系数，α₂₀表示导线20℃时的电阻温度系数(/℃)，θ_m为导线温度(℃)，α为单位重量导线价格(元/kg)。

由此可以得到经济电流密度与各参量的关系。

步骤156：根据经济电流密度表达式计算得到输电线路的经济电流密度并输出。

利用上述经济电流密度表达式，可根据市场的变化，代入获取的相关数据计算得到经济电流比度并输出，以便管理人员调整经济电流密度的大小，选择合适输电线使工程总费用成本最小。

上述输电线路经济电流密度计算方法，综合考虑线路整个周期各项活动成本计算输电线路经济电流密度，提高了计算准确度。得到符合当前我国经济发展形势和企业经营状况的经济电流密度推荐值，既能显著提高公司拟经营效益，也符合当前的节能减排的经济发展趋势，具有十分重要的经济和社会效益。

上述输电线路经济电流密度计算方法，全面分析输电线路在运行年限内的项目成本，完善了线路成本模型。构建多个项目成本函数，在线路的运行年限内考虑时间因素修正资金成本，并且对电价、负荷、线路年损进行动态调整，使算法更具合理性。

本发明还提供了一种输电线路经济电流密度计算系统，如图2所示，包括数据获取模块110、第一计算模块120、第二计算模块130、第三计算模块140和数据处理模块150。

数据获取模块110用于获取输电线路的成本数据。

成本数据包括初次投入数据、运行维护数据和退役处置数据。将线路整个成本周期可划分为获得阶段、运行维护阶段和退役阶段。线路获得阶段包含规划设计和采购建设两阶段。运行维护阶段包括线路的日常运行、检修、定期维护、损耗、相应备品备件仓储等活动。目前线路的运行与维护活动由线路工区负责，线路工区下划分若干运检班组，运检班组负责巡视、线路日常管理以及处理线路缺陷和故障。线路到寿命终结的时候进入退役阶段，需要进行清理、处置、退役等活动。将获得阶段的相关成本作为初次投入数据，将运行维护阶段的相关成本作为运行维护数据，将退役阶段的相关成本作为退役处置数据。

第一计算模块120用于根据初次投入数据计算输电线路的初次投入成本。

根据初次投入数据构建初次投入成本计算表达式，可用作计算输电线路的初次投入成本。在其中一个实施例中，初次投入数据包括线路回路数、导线分裂数、导线密度、导线截面积、导线长度、单位重量导线价格和附加费用。第一计算模块120根据初次投入数据计算输电线路的初次投入成本，具体为

$C_I=N_P{N}_C{\mathrm{\&rho;}}_m\mathrm{SL\&alpha;}+\underset{i=1}{\mathrm{\&Sigma;}}{M}_i$

其中，C_I表示初次投入成本，N_P为线路回路数，N_C为导线分裂数，ρ_m为导线密度(g/cm³)，S为导线截面积(mm²)，L为导线长度(km)，α为单位重量导线价格(元/kg)，为附加费用(元)，具体指施工费用和其他费用的总和。得到的初次投入成本计算表达式用于后续步骤中计算输电线路的经济电流密度，也可直接计算得到输电线路的初次投入成本，为电网输电线路整改提供参考数据。

第二计算模块130用于根据运行维护数据计算输电线路的运行维护成本。

根据获取的运行维护数据构建运行维护成本计算表达式，可用作计算输电线路的运行维护成本。在其中一个实施例中，运行维护数据包括设备运行人工及维护成本、线路折现率、线路预计退役时间、线路失效率、线路临检平均成本、线路修理平均成本、线路失效临检概率、线路失效修理概率、最大负荷损耗小时数、线路定期检修周期成本、线路额定输送容量、线路最大负载率、输电线路总交流电阻、平均购电价和备件仓储成本。第二计算模块130包括运行人工及维护成本计算单元、检修成本计算单元、定期维护成本计算单元、运行损耗成本计算单元、备件仓储成本计算单元和运行维护成本计算单元。

运行人工及维护成本计算单元用于计算运行人工及维护成本。具体为

$C_O=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{C_{\mathrm{O\&Lambda;}}\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_O表示人工及维护成本，C_OA(t)表示第t年的设备运行人工及维护成本，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间。

运行人工及维护成本的具体计算过程在上述输电线路经济电流密度计算方法中进行了详细的解释说明，在此不做赘述。

检修成本计算单元用于计算检修成本。具体为

$C_M=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{r\left(t\right)(C_{\mathrm{MAMR}}\left(t\right)(1-\mathrm{\&rho;}\left(t\right))+C_{\mathrm{MAO}}\left(t\right)\mathrm{\&rho;}\left(t\right))}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_M表示检修成本，r(t)表示在第t年的线路失效率，C_MAMR(t)表示在第t年的线路临检平均成本，C_MAO(t)表示线路在第t年的线路修理平均成本，1-ρ(t)表示在第t年的线路失效临检概率，ρ(t)表示第t年的线路失效修理概率，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间。线路失效率无后效性，检修能使线路达到失效前的状态，缺陷当年发生当年进行检修。

第t年的线路失效率r(t)和第t年的线路失效修理概率ρ(t)的具体计算过程在上述输电线路经济电流密度计算方法中进行了详细的解释说明，在此不做赘述。

定期维护成本计算单元用于计算定期维护成本。具体为

其中，C_RM表示定期维护成本，C_CMAj(i△t_CMj)为线路定期检修周期成本，表示第j项定期检修项目在第i个检修周期的成本，△t_CMj表示该项定期检修的周期，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间。

运行损耗成本计算单元用于计算运行损耗成本。

线路损耗包括有功损耗和无功损耗。有功损耗由线路的总电阻引起，超高压线路需加上电晕损耗。无功损耗由总电抗引起，由于线路导线截面积的选择以晴朗天气不发生电晕为前提，而沿绝缘子的渗漏很小，故一般不考虑电导。导线长度L≤100km时，线路电压不高时，线路总电纳的影响也不大，可略去。本实施例中运行损耗主要指有功损耗，运行损耗成本具体计算公式为

$C_L=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{{\mathrm{\&tau;P}}^2{l}_M^2\left(t\right){\mathrm{Rp}}_{\mathrm{\&Lambda;}}\left(t\right)}{{1000U}^2{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_RM表示运行损耗成本，τ为最大负荷损耗小时数，P表示线路额定输送容量，l_M(t)表示第t年的线路最大负载率，R表示输电线路总交流电阻，p_A(t)表示第t年的平均购电价，U为线路输电电压，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间。

线路最大负载率l_M(t)、输电线路总交流电阻R和平均购电价p_A(t)的具体计算方式在上述输电线路经济电流密度计算方法中进行了详细的解释说明，在此不做赘述。

备件仓储成本计算单元用于计算备件仓储成本。具体为

$C_{\mathrm{SP}}=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{C_{\mathrm{ware}}\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_SP表示备件仓储成本，C_ware(t)表示第t年的备件仓储成本，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间。

运行维护成本计算单元用于根据人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本计算得到输电线路的运行维护成本。

将上述人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本的计算表达式相加，便得到输电线路的运行维护成本的计算表达式，用于后续步骤中计算输电线路的经济电流密度，也可直接计算得到输电线路的运行维护成本，为电网输电线路整改提供参考数据。

本实施例中在计算输电线路的运行维护成本时，综合考虑了资金的时间成本、单位电价、导线价格和线路年损等参量，更加符合输电线路的实际使用环境，使得到的运行维护成本准确定更高，后续计算经济电流密度时同样可提高计算准确度。

第三计算模块140用于根据退役处置数据计算输电线路的退役处置成本。

根据退役处置数据构建退役处置成本的计算表达式，可用作计算输电线路的退役处置成本。在其中一个实施例中，退役处置数据包括线路退役清理成本、线路回收残值和线路预计寿命周期。第三计算模块140根据退役处置数据计算输电线路的退役处置成本，具体为

$C_D=\frac{C_R+C_V-C_{\mathrm{NS}}}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}}$

$C_V=C_I(1-\frac{(1-\mathrm{\&epsiv;})t_D}{T})$

其中，C_D表示退役处置成本，C_R为线路退役清理成本，C_V表示提前退役线路价值损失，C_NS表示线路回收残值，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；T表示线路预计寿命周期，ε表示预计残值率，且0≤ε≤1。本实施例中线路预计寿命周期T为30年，设备采用直线法折旧，折旧年限为30年，预计残值率ε为5％。

得到的输电线路的退役处置成本的计算表达式用于后续步骤中计算输电线路的经济电流密度，也可直接计算得到输电线路的退役处置成本，为电网输电线路整改提供参考数据。

数据处理模块150用于根据初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算输电线路的经济电流密度并输出。

综合初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本的计算表达式，可求得经济电流密度的计算表达式。在其中一个实施例中，运行维护成本包括运行人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本。数据处理模块150包括输电线路总成本费用模型建立单元、经济电流密度表达式建立单元和经济电流密度计算单元。

输电线路总成本费用模型建立单元用于根据初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本建立输电线路总成本费用模型。

由于输电线路的总成本费用包括初次投入成本、运行人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本、备件仓储成本和退役处置成本。因此。计算总成本费用TC的理想模型为

根据上述计算输电线路的总成本费用TC的理想模型，可以将总成本费用转化为关于截面S的表达式，得到输电线路总成本费用模型如下

f(S)＝f_I(S)+f_O(S)+f_M(S)+f_RM(S)+f_L(S)+f_SP(S)+f_D(S)

其中，f(S)表示输电线路总成本费用，f_I(S)表示初次投入成本，f_O(S)表示运行人工及维护成本，f_M(S)表示检修成本，f_RM(S)表示定期维护成本，f_L(S)表示运行损耗成本，f_SP(S)表示备件仓储成本，f_D(S)表示退役处置成本，S为导线截面积。

经济电流密度表达式建立单元用于根据输电线路总成本费用模型计算得到经济电流密度表达式。

对电线路总成本费用f(S)关于导线截面积S求导，令其一次导数为0，即可求出当f(S)即总成本费用最小时，导线截面积S的表达式。再根据经济电流密度与导线截面积的关系j_es＝I/S求出经济电流密度的表达式如下

$j_{\mathrm{es}}=\sqrt{\frac{\frac{T[{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}+{\mathrm{\&lambda;}}_R-{\mathrm{\&lambda;}}_{\mathrm{NS}}]+\mathrm{\&epsiv;}-1}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}}{N}_P{N}_C{\mathrm{\&rho;}}_m\mathrm{L\&alpha;}}{\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{N_P{\mathrm{\&tau;\&rho;}}_{20}B[1+{\mathrm{\&alpha;}}_{20}({\mathrm{\&theta;}}_m-20)]l_M^2\left(t\right)p_A\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t{N}_C}}}\&times;{10}^{-3}$

其中，j_es表示经济电流密度，ρ_m为导线密度(g/cm³)，t_D为线路预计退役时间(年)，τ为最大负荷损耗小时数(h)，ρ₂₀为导线材料的直流电阻率(Ω·km)，l_M(t)为第t年的线路最大负载率(％)，p_A(t)为第t年的平均购电价(元/kWh)，δ为线路折现率(％)，T为线路预计寿命周期(年)，λ_R表示退役清理成本C_R相对初次投入成本C_I的比例(％)，λ_NS表示线路回收残值C_NS相对初始投入成本C_I的比例(％)，ε为预计残值率，且0≤ε≤1，N_C为导线分裂数，N_P为导线回路数，L为导线长度(km)，B表示综合邻近效应和集肤效应的系数，α₂₀表示导线20℃时的电阻温度系数(/℃)，θ_m为导线温度(℃)，α为单位重量导线价格(元/kg)。

由此可以得到经济电流密度与各参量的关系。

经济电流密度计算单元用于根据经济电流密度表达式计算得到输电线路的经济电流密度并输出。

利用上述经济电流密度表达式，可根据市场的变化，代入获取的相关数据计算得到经济电流比度并输出，以便管理人员调整经济电流密度的大小，选择合适输电线使工程总费用成本最小。

上述输电线路经济电流密度计算系统，综合考虑线路整个周期各项活动成本计算输电线路经济电流密度，提高了计算准确度。得到符合当前我国经济发展形势和企业经营状况的经济电流密度推荐值，既能显著提高公司拟经营效益，也符合当前的节能减排的经济发展趋势，具有十分重要的经济和社会效益。

上述输电线路经济电流密度计算系统，全面分析输电线路在运行年限内的项目成本，完善了线路成本模型。构建多个项目成本函数，在线路的运行年限内考虑时间因素修正资金成本，并且对电价、负荷、线路年损进行动态调整，使算法更具合理性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种输电线路经济电流密度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取输电线路的成本数据，所述成本数据包括初次投入数据、运行维护数据和退役处置数据；

根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本；

根据所述运行维护数据计算所述输电线路的运行维护成本；

根据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本；

根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算所述输电线路的经济电流密度并输出。

2.根据权利要求1所述的输电线路经济电流密度计算方法，其特征在于，所述初次投入数据包括线路回路数、导线分裂数、导线密度、导线截面积、导线长度、单位重量导线价格和附加费用；所述根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本的步骤，具体为

$C_I=N_P{N}_C{\mathrm{\&rho;}}_m\mathrm{SL\&alpha;}+\underset{i=1}{\mathrm{\&Sigma;}}{M}_i$

其中，C_I表示初次投入成本，N_P为线路回路数，N_C为导线分裂数，ρ_m为导线密度，S为导线截面积，L为导线长度，α为单位重量导线价格，为附加费用。

3.根据权利要求1所述的输电线路经济电流密度计算方法，其特征在于，所述运行维护数据包括设备运行人工及维护成本、线路折现率、线路预计退役时间、线路失效率、线路临检平均成本、线路修理平均成本、线路失效临检概率、线路失效修理概率、最大负荷损耗小时数、线路定期检修周期成本、线路额定输送容量、线路最大负载率、输电线路总交流电阻、平均购电价和备件仓储成本；所述根据所述运行维护数据计算所述输电线路的运行维护成本的步骤，包括以下步骤：

计算运行人工及维护成本，具体为

$C_O=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{C_{\mathrm{OA}}\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_O表示人工及维护成本，C_OA(t)表示第t年的设备运行人工及维护成本，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；

计算检修成本，具体为

$C_M=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{r\left(t\right)(C_{\mathrm{MAMR}}\left(t\right)(1-\mathrm{\&rho;}\left(t\right))+C_{\mathrm{MAO}}\left(t\right)\mathrm{\&rho;}\left(t\right))}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_M表示检修成本，r(t)表示在第t年的线路失效率，C_MAMR(t)表示在第t年的线路临检平均成本，C_MAO(t)表示线路在第t年的线路修理平均成本，1-ρ(t)表示在第t年的线路失效临检概率，ρ(t)表示第t年的线路失效修理概率，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；

计算定期维护成本，具体为

其中，C_RM表示定期维护成本，C_CMAj(i△t_CMj)为线路定期检修周期成本，表示第j项定期检修项目在第i个检修周期的成本，△t_CMj表示该项定期检修的周期，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；

计算运行损耗成本，具体为

$C_L=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{\mathrm{\&tau;}{P}^2{l}_M^2\left(t\right){\mathrm{Rp}}_A\left(t\right)}{{1000U}^2{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_RM表示运行损耗成本，τ为最大负荷损耗小时数，P表示线路额定输送容量，l_M(t)表示第t年的线路最大负载率，R表示输电线路总交流电阻，p_A(t)表示第t年的平均购电价，U为线路输电电压，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；

计算备件仓储成本，具体为

$C_{\mathrm{SP}}=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{C_{\mathrm{ware}}\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_SP表示备件仓储成本，C_ware(t)表示第t年的备件仓储成本，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；

根据所述人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本计算得到所述输电线路的运行维护成本。

4.根据权利要求1所述的输电线路经济电流密度计算方法，其特征在于，所述退役处置数据包括线路退役清理成本、线路回收残值和线路预计寿命周期；所述根据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本的步骤，具体为：

$C_D=\frac{C_R+C_V-C_{\mathrm{NS}}}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}}$

$C_V=C_I(1-\frac{(1-\mathrm{\&epsiv;})t_D}{T})$

其中，C_D表示退役处置成本，C_R为线路退役清理成本，C_V表示提前退役线路价值损失，C_NS表示线路回收残值，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；T表示线路预计寿命周期，ε表示预计残值率，且0≤ε≤1。

5.根据权利要求1所述的输电线路经济电流密度计算方法，其特征在于，所述运行维护成本包括运行人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本；所述根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算所述输电线路的经济电流密度并输出的步骤，包括以下步骤：

根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本建立输电线路总成本费用模型，具体为

f(S)＝f_I(S)+f_O(S)+f_M(S)+f_RM(S)+f_L(S)+f_SP(S)+f_D(S)

其中，f(S)表示输电线路总成本费用，f_I(S)表示初次投入成本，f_O(S)表示运行人工及维护成本，f_M(S)表示检修成本，f_RM(S)表示定期维护成本，f_L(S)表示运行损耗成本，f_SP(S)表示备件仓储成本，f_D(S)表示退役处置成本，S为导线截面积；

根据所述输电线路总成本费用模型计算得到经济电流密度表达式，所述经济电流密度表达式具体为

$j_{\mathrm{es}}=\sqrt{\frac{\frac{T[{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}+{\mathrm{\&lambda;}}_R-{\mathrm{\&lambda;}}_{\mathrm{NS}}]+\mathrm{\&epsiv;}-1}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}}{N}_P{N}_C{\mathrm{\&rho;}}_m\mathrm{L\&alpha;}}{\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{N_P\mathrm{\&tau;}{\mathrm{\&rho;}}_{20}B[1+{\mathrm{\&alpha;}}_{20}({\mathrm{\&theta;}}_m-20){]l}_M^2\left(t\right)p_A\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t{N}_C}}}\&times;{10}^{-3}$

其中，j_es表示经济电流密度，ρ_m为导线密度，t_D为线路预计退役时间，τ为最大负荷损耗小时数，ρ₂₀为导线材料的直流电阻率，l_M(t)为第t年的线路最大负载率，p_A(t)为第t年的平均购电价，δ为线路折现率，T为线路预计寿命周期，λ_R表示退役清理成本C_R相对初次投入成本C_I的比例，λ_NS表示线路回收残值C_NS相对初始投入成本C_I的比例，ε为预计残值率，且0≤ε≤1，N_C为导线分裂数，N_P为导线回路数，L为导线长度，B表示综合邻近效应和集肤效应的系数，α₂₀表示导线20℃时的电阻温度系数，θ_m为导线温度，α为单位重量导线价格；

根据所述经济电流密度表达式计算得到所述输电线路的经济电流密度并输出。

6.一种输电线路经济电流密度计算系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取输电线路的成本数据，所述成本数据包括初次投入数据、运行维护数据和退役处置数据；

第一计算模块，用于根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本；

第二计算模块，用于根据所述运行维护数据计算所述输电线路的运行维护成本；

第三计算模块，用于根据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本；

数据处理模块，用于根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本计算所述输电线路的经济电流密度并输出。

7.根据权利要求6所述的输电线路经济电流密度计算系统，其特征在于，所述初次投入数据包括线路回路数、导线分裂数、导线密度、导线截面积、导线长度、单位重量导线价格和附加费用；所述第一计算模块根据所述初次投入数据计算所述输电线路的初次投入成本，具体为

$C_I=N_P{N}_C{\mathrm{\&rho;}}_m\mathrm{SL\&alpha;}+\underset{i=1}{\mathrm{\&Sigma;}}{M}_i$

其中，C_I表示初次投入成本，N_P为线路回路数，N_C为导线分裂数，ρ_m为导线密度，S为导线截面积，L为导线长度，α为单位重量导线价格，为附加费用。

8.根据权利要求6所述的输电线路经济电流密度计算系统，其特征在于，所述运行维护数据包括设备运行人工及维护成本、线路折现率、线路预计退役时间、线路失效率、线路临检平均成本、线路修理平均成本、线路失效临检概率、线路失效修理概率、最大负荷损耗小时数、线路定期检修周期成本、线路额定输送容量、线路最大负载率、输电线路总交流电阻、平均购电价和备件仓储成本；所述第二计算模块包括：

运行人工及维护成本计算单元，用于计算运行人工及维护成本，具体为

$C_O=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{C_{\mathrm{OA}}\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_O表示人工及维护成本，C_OA(t)表示第t年的设备运行人工及维护成本，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；

检修成本计算单元，用于计算检修成本，具体为

$C_M=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{r\left(t\right)(C_{\mathrm{MAMR}}\left(t\right)(1-\mathrm{\&rho;}\left(t\right))+C_{\mathrm{MAO}}\left(t\right)\mathrm{\&rho;}\left(t\right))}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_M表示检修成本，r(t)表示在第t年的线路失效率，C_MAMR(t)表示在第t年的线路临检平均成本，C_MAO(t)表示线路在第t年的线路修理平均成本，1-ρ(t)表示在第t年的线路失效临检概率，ρ(t)表示第t年的线路失效修理概率，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；

定期维护成本计算单元，用于计算定期维护成本，具体为

其中，C_RM表示定期维护成本，C_CMAj(i△t_CMj)为线路定期检修周期成本，表示第j项定期检修项目在第i个检修周期的成本，△t_CMj表示该项定期检修的周期，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；

运行损耗成本计算单元，用于计算运行损耗成本，具体为

$C_L=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{\mathrm{\&tau;}{P}^2{l}_M^2\left(t\right){\mathrm{Rp}}_A\left(t\right)}{{1000U}^2{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_RM表示运行损耗成本，τ为最大负荷损耗小时数，P表示线路额定输送容量，l_M(t)表示第t年的线路最大负载率，R表示输电线路总交流电阻，p_A(t)表示第t年的平均购电价，U为线路输电电压，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；

备件仓储成本计算单元，用于计算备件仓储成本，具体为

$C_{\mathrm{SP}}=\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{C_{\mathrm{ware}}\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t}$

其中，C_SP表示备件仓储成本，C_ware(t)表示第t年的备件仓储成本，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；

运行维护成本计算单元，用于根据所述人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本计算得到所述输电线路的运行维护成本。

9.根据权利要求6所述的输电线路经济电流密度计算系统，其特征在于，所述退役处置数据包括线路退役清理成本、线路回收残值和线路预计寿命周期；所述第三计算模块根据所述退役处置数据计算所述输电线路的退役处置成本，具体为

$C_D=\frac{C_R+C_V-C_{\mathrm{NS}}}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}}$

$C_V=C_I(1-\frac{(1-\mathrm{\&epsiv;})t_D}{T})$

其中，C_D表示退役处置成本，C_R为线路退役清理成本，C_V表示提前退役线路价值损失，C_NS表示线路回收残值，δ表示线路折现率，t_D表示线路预计退役时间；T表示线路预计寿命周期，ε表示预计残值率，且0≤ε≤1。

10.根据权利要求6所述的输电线路经济电流密度计算系统，其特征在于，所述运行维护成本包括运行人工及维护成本、检修成本、定期维护成本、运行损耗成本和备件仓储成本；所述数据处理模块包括：

输电线路总成本费用模型建立单元，用于根据所述初次投入成本、运行维护成本和退役处置成本建立输电线路总成本费用模型，具体为

f(S)＝f_I(S)+f_O(S)+f_M(S)+f_RM(S)+f_L(S)+f_SP(S)+f_D(S)

其中，f(S)表示输电线路总成本费用，f_I(S)表示初次投入成本，f_O(S)表示运行人工及维护成本，f_M(S)表示检修成本，f_RM(S)表示定期维护成本，f_L(S)表示运行损耗成本，f_SP(S)表示备件仓储成本，f_D(S)表示退役处置成本，S为导线截面积；

经济电流密度表达式建立单元，用于根据所述输电线路总成本费用模型计算得到经济电流密度表达式，所述经济电流密度表达式具体为

$j_{\mathrm{es}}=\sqrt{\frac{\frac{T[{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}+{\mathrm{\&lambda;}}_R-{\mathrm{\&lambda;}}_{\mathrm{NS}}]+\mathrm{\&epsiv;}-1}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^{t_D}}{N}_P{N}_C{\mathrm{\&rho;}}_m\mathrm{L\&alpha;}}{\underset{t=1}{\overset{t_D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{N_P\mathrm{\&tau;}{\mathrm{\&rho;}}_{20}B[1+{\mathrm{\&alpha;}}_{20}({\mathrm{\&theta;}}_m-20){]l}_M^2\left(t\right)p_A\left(t\right)}{{(1+\mathrm{\&delta;})}^t{N}_C}}}\&times;{10}^{-3}$

其中，j_es表示经济电流密度，ρ_m为导线密度，t_D为线路预计退役时间，τ为最大负荷损耗小时数，ρ₂₀为导线材料的直流电阻率，l_M(t)为第t年的线路最大负载率，p_A(t)为第t年的平均购电价，δ为线路折现率，T为线路预计寿命周期，λ_R表示退役清理成本C_R相对初次投入成本C_I的比例，λ_NS表示线路回收残值C_NS相对初始投入成本C_I的比例，ε为预计残值率，且0≤ε≤1，N_C为导线分裂数，N_P为导线回路数，L为导线长度，B表示综合邻近效应和集肤效应的系数，α₂₀表示导线20℃时的电阻温度系数，θ_m为导线温度，α为单位重量导线价格；

经济电流密度计算单元，用于根据所述经济电流密度表达式计算得到所述输电线路的经济电流密度并输出。