太阳风暴对四川500kV电网影响的评估

太阳活动引起的地磁场剧烈变化称为磁暴。近年来随着中国西电东送长距离输电的发展,江苏、广东等地发现磁暴在电网中产生了较大幅度的地磁感应电流(GIC),有可能对电网的安全运行造成一系列的危害。中国幅员广阔,地理跨越高、中纬度区域,电网规模越来越大,电网结构与运行方式也日益呈现多样化,高压、大电网的安全与稳定问题日益突出。因此,有必要对磁暴对我国电网产生的影响进行研究。结合四川电网部分超高压电网结构,建立了电网等效模型,选取典型磁暴感应出的地面电场数值,利用MATlAB仿真软件估算了四川电网中部分500 kV变电站的GIC水平。计算结果表明,在电网的终点和拐角处容易诱发较大的GIC,其数值可达数十A。因此在强磁暴发生时,四川超高压电网的GIC水平较高,可能影响电网的安全稳定运行,须引起足够的重视。     

采用电网直流等效模型评估地磁感应电流水平的影响因素分析

由地磁暴引起的电网地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)的频率很低,但并不为0,所以采用电网直流等效模型进行GIC水平评估时必然会产生误差。文章分析了线路等效电感、变压器等效电感和高压并联电抗器等效电感对采用电网直流等效模型评估GIC水平所产生误差的影响程度,通过仿真计算分析了变压器绕组联结组别和变压器铁心结构对变压器等效电感的影响,最后针对我国电网的特点,提出了用于评估超、特高压电网电磁感应电流水平的电网等效模型。     

地磁感应电流对我国电网影响及监测技术的研究

太阳活动引发的磁暴是全球性自然灾害。磁暴在输电线路上产生地磁感应电流(GIC)对电力系统安全运行有很大影响。笔依据阳城一淮阴输电系统、黑龙江电网和广东岭奥核电站等发现的多起GIC影响事件，对输电线GIC的基本理论、计算方法、监测技术和分析手段等问题开展了研究工作。章在论述电网GIC机理特征和GIC对我国电网影响的基础上对GIC监测技术进行了研究，给出了电网GIC的信号采集方法、信号处理方法和监测系统的设计思路。     

基于灵敏度分析法的电网GIC优化治理

针对电网地磁感应电流(GIC)对电网安全稳定运行潜在的威胁问题,阐述了电网GIC模型,提出了灵敏度分析法,并以整个电网所有变电站接地电流不超标为目标,采用灵敏度分析法对变压器中性点串接电阻方案进行优化,给出了黑龙江省2011年末500 kV规划电网的GIC优化结果,验证了此优化治理措施的有效性和可行性。     

基于分层大地电导率模型的电网GIC算法研究

磁暴在电网感应的地磁感应电流(Geomagnetically Induced Current,简称GIC )与磁暴强度、大地构造和电网结构等因素有关,不同深度大地电导率的差异对GIC影响很大。根据电网GIC产生过程,建立了基于分层大地波阻抗的构造模型,推导了地面波阻抗的迭代公式和地电场与地磁场的关系式,得到了基于平面波理论的大地感应电场算法,给出了该算法的实现过程和电网GIC的计算流程。根据2006年12月磁暴数据,计算了阳-淮输电系统的GIC水平。计算结果与实测数据对比表明,模型和算法是有效的,并且有精度高、计算简单等优点。     

基于PSCAD/EMTDC的电网GIC影响仿真分析

地磁暴在电网中产生的地磁感应电流影响电力系统运行,研究地磁感应电流在电网中的分布、大小及影响等问题有重要意义。在提出了研究我国电网地磁感应电流影响问题必要性的基础上,给出了基于平面波理论的地表面势的算法,以及用PSCAD／EMTDC软件分析电网地磁感应电流影响的思路,并对仿真分析中的仿真条件、理论依据、注意事项等问题进行了讨论,最后给出了仿真实例的分析结果。实例分析表明,我国电网的地磁感应电流问题是有必要深入研究的课题,PSCAD／EMTDC软件是分析电网地磁感应电流影响的有效工具和最佳选择。     

基于地电场实测数据的广东电网地磁感应电流计算

在电网规划设计中,合理规划和科学安排接入变电站馈电线路的方向及数量是防御电网地磁暴灾害的有效措施之一,准确计算电网的地磁感应电流（geomagnetic induced current,GIC）是电网规划防灾的基础。根据子午工程地电场实测数据和广东500 kV电网的网架结构,构建了计算广东电网GIC的全节点模型,完成了2014年9月12日地磁暴事件中电网GIC的理论计算。通过对比计算数据与实测数据,表明利用地电场实测数据计算电网GIC的方法比利用地磁数据计算电网GIC的方法更好,建议加强对地磁暴感应地电场的监测力度,为防御地磁暴灾害提供数据及服务。     

基于GIC对电网变压器偏磁特性的研究

为研究地磁暴产生的地磁感应电流(GIC)对变压器励磁特性的影响,以中国安徽地区的蒙城观测台所测得地磁波动数据和皖南地区大地土壤电阻率参数为基础,建立该地区交流网架模型,基于平面波法计算得到地磁暴期间地磁场和地磁感应电流(GIC)分布,并通过变压器UMEC模型,分析GIC对所分析地区变压器励磁特性的影响,利用CDEGS实现地磁场、电力系统网架与GIC侵害变压器的联合仿真,进一步确定地磁暴期间GIC计算与风险评估.结果表明:受强太阳风暴的影响,地磁暴对所分析地区交流电网造成强烈冲击影响,其电网中所感应到的GIC要比直流输电的影响大得多,同时造成变压器励磁电流的峰值增大.文中所提方法能够为电力系统中GIC的计算与其对变压器偏磁特性的影响提供参考.     

潮汐地电场对电网GIC计算的影响研究

当前电网地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)的计算值同实测值之间存在巨大误差,影响地磁暴下GIC的防护工作实施。为获取误差产生的根源,结合GIC和感应地电场的形成机理,提出潮汐地电场(tidal geoelectrical field,TGF)是造成GIC计算误差的重要影响因子。给出了TGF作用电网的可行性求解方法,并推导了GIC在地心坐标系计算中的数学表达式。最后,以甘肃兰州地区为研究对象,通过建立局部电网直流等效模型,采用数值仿真方法计算了TGF引起的电网GIC水平。与同地区其他文献计算结果对比,TGF单独作用下产生的GIC数值最大占比地磁暴期间GIC计算值的18.8%,因此后续进行GIC的求解与分析时,必须考虑TGF的影响。     

地磁感应电流对我国电网影响的初步分析

对于地磁感应电流（GIC）对电力系统的有害影响，国外进行过大量的研究，但国内研究不够广泛。随着我国西电东送、全国联网战略的逐步实施．将要形成大量东西走向的超高压、大容量、远距离输电线路。我国部分地区地理位置和地质结构与受到过GIC影响的一些国家相似，我国电网是否存在GIC影响问题需要进行研究。在给出电网GIC机理．特征的基础上．通过对磁暴影响实例和我国电网综合情况分析得出初步结论．指出研究我国电网GIC影响的必要性，并就相关问题提出建议。     

地磁感应电流监测装置在西北750 kV电网的应用

磁暴在输电线路引发的地磁感应电流（GIC）频率为0.001～0.100 Hz,这种准直流的GIC将造成变压器直流偏磁饱和,引发电网保护误动作和停电事故。为了分析、研究GIC对西北750 kV电网的影响,开发研制了电网GIC监测装置。装置在官亭、兰州东750 kV变电站的应用表明,研制的装置能有效地测量电网准直流、随机性信号,并且具有数据处理量少、节约存储空间等优点。     

磁暴对我国特高压电网的影响研究

随着我国长距离输电的发展,江苏、广东等地曾多次发现磁暴在电网中产生了较大幅度的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC),有可能对电网造成危害。文章通过对电网GIC监测数据和地磁数据进行分析,指出除磁暴强度外,大地电性结构、电网结构与参数也是影响GIC水平的重要因素;借助磁暴产生GIC的物理模型并根据特高压电网线路电阻小、输电距离长、采用单相变压器等特点预测未来特高压系统中的GIC干扰问题将更加严重;根据2010年我国特高压规划建立了电网的等效模型,利用典型磁暴感应出地面电场的数值初步估算了各变电站的GIC水平;最后对目前研究中有待解决的关键问题进行了总结,并结合我国国情提出了解决方案。     

大规模电网应对空间灾害天气的问题

空间天气的源头来自太阳,为太阳的剧烈活动所驱动。空间灾害天气对人类技术系统的影响很大,其中影响、危害最大的是电力系统,并且电网的规模越大越容易受到攻击。论述了空间天气的基本概念、主要影响和国内外的研究现状,并通过对国内外空间天气影响事件的分析,提出了我国超大规模电网应对空间灾害天气需要研究、解决的科学问题。研究这些问题,有利于提高我国在空间天气及影响研究领域的国际学术地位,为我国电网的安全运行提供理论和技术保证。     

地磁感应电流消除方法初探

详细阐述了地磁感应电流（GIC）的检测、补偿、削弱和消除的方法;讨论了补偿电流与GIC大小的变化关系对电力变压器性能的补偿效果,以及采用消除GIC方法时对电力变压器的影响。在总结了目前提出的GIC补偿、削弱和消除方法的基础上,提出了一些新的观点,并对这些方法进行了比较和分析,给出了具有实际指导意义的结论。     

地磁暴侵害油气管道的管地电位效应

由于输油气管道埋在地下,钢质管道内外壁有绝缘涂层,不与大地直接接触,油气管道遭受地磁暴侵害的响应机制与电网不同,研究油气管道的干扰机制、物理过程以及干扰效应,对分析地磁暴对油气管道的影响及危害具有重要意义。针对2012年~2014年9次中、小地磁暴侵害我国西气东输一线和陕京二线等输气管道引发的管地电位(PSP)现象,研究了地磁暴引发管道地磁感应电流(GIC)的机制与过程以及GIC衍生管道PSP的机理,利用PSP算法,假设感应电场沿管道分布,大小取0.1 V/km,计算了不同形态管道的PSP水平。实测和仿真计算数据表明,即使是遭受中、小地磁暴的侵害,钢质油气管道的PSP也会超过管道杂散电流干扰防护标准规定的限值,证明了管道干扰及防护研究要考虑中、小地磁暴的影响。     

基于GIC无功损耗严重度指标的电网地磁暴易损区识别方法

首先分析了电网在不同感应地电场强度和方向条件下各变电站无功损耗的变化规律,定义了变电站地磁感应电流(GIC)无功损耗严重度指标,指标本身仅对实际的无功损耗做归一化处理,未改变各变电站之间无功损耗大小的相对关系。基于该指标提出了给定系统中易受地磁暴灾害区域的识别方法,可以为地磁暴影响下的电网规划和系统调度人员的操作提供依据。最后以750 kV规划电网为例,验证了所提指标和方法的可行性。     

抑制变压器地磁感应电流的电容隔直装置安装位置优化

磁暴在电网中引起的地磁感应电流(GIC)导致变压器直流偏磁,对电力系统产生不利影响。在中性点安装电容隔直装置是治理变压器直流偏磁的常用方法,但由于GIC在电网中的流通路径复杂,在某个变压器安装隔直装置时,如不经充分考虑,往往会引起相邻变压器直流偏磁更加严重,因此文中研究电容隔直装置的安装位置优化问题。考虑自耦变压器接线和电网拓扑结构,引入变压器有效GIC来描述地磁暴对变压器的影响,分析了隔直装置的安装对变压器有效GIC分布造成的变化,提出了优化方法,在保证所有变压器的有效GIC小于允许限值的条件下,以隔直装置的安装数量最少作为优化的目标,并应用遗传算法求解。以甘肃主电网为例,构建包含47个变电站、101个节点的GIC等效模型,根据约束条件与优化目标,计算了隔直装置安装的数量和位置,并与未经优化的治理方案进行比较,验证了所提方法的可行性和优越性。