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.     

磁暴对中国电网的影响

通过比较2004年11月以来十几次磁暴数据与变压器中性点电流数据的相关性,证明了变压器发生的振动和噪声增大现象是磁暴在电网产生的地磁感应电流（GIC）所为,指出了磁暴对我国电网影响较大,磁暴对电网的影响已成为迫切需要研究的问题。     

基于混沌多项式展开的地磁感应电流不确定性研究

地磁感应电流（GIC）会引起变压器直流偏磁,其次生衍生效应可能威胁电力设备和电网的安全。研究磁暴期间大地电导率参数变化引起的GIC不确定性对GIC的评估和防御具有重要意义。基于混沌多项式展开（PCE）方法,以一维水平分层大地电导率为输入变量,在原有电场及GIC计算的基础上构造了二者的混沌多项式展开式。针对三层大地电导率模型和Benchmark算例,利用所构造的混沌多项式对磁暴期间感应地电场和电网中各支路GIC进行了不确定度量化分析,得到了GIC最大值的95%置信区间、均值和方差等统计量。通过与蒙特卡洛法（MC）的计算结果对比,验证了PCE方法的有效性,且PCE方法计算效率远高于MC方法。     

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。     

地磁场极值预测及磁暴感应地电场有限元计算

基于兰州地磁台的地磁观测数据,利用基于广义帕累托分布(GPD)的超阈值模型对磁暴期间地磁场的水平分量值和分钟变化率进行拟合,并利用轮廓似然函数对地磁场重现水平进行了预测.通过对中纬度地区的5个地磁台重现值结果的综合分析,给出100年一遇和200年一遇的磁暴期间地磁场分钟变化率.利用大地电磁测深数据构建了华北地区三维电导...     

地磁感应电流的建模仿真及其防治措施

基于WGS84坐标系统建立了地磁感应电流（GIC）的计算模型,在此基础上通过MATLAB-SIMULINK仿真软件搭建出含有GIC的电网模型。基于变压器的磁化曲线和铁芯饱和特性,研究了GIC作用下的变压器直流偏磁现象。通过对励磁电流、变压器磁链、线路电流的正常情况及GIC侵扰情况下的对比分析,结果表明,GIC作用下的变压器会发生直流偏磁,产生各次谐波,使线路电流发生一定程度的畸变。最后介绍了GIC对电网的主要影响,并从空间天气预警、变压器设计、电网规划3个方面阐述了GIC的防治措施。     

地磁扰动和接地极共同作用的浙西电网偏磁电流计算

摘要： 溪洛渡—浙西±800 kV直流输电工程试运行期间,浙西换流站受端电网的很多变压器出现了直流偏磁问题,其同时发生地磁扰动（GMD）的地磁感应电流（GIC）直流偏磁的安全风险需要研究。针对溪洛渡—浙西±800 kV直流输电工程的受端电网,建立了浙西电网和金华换流站的GIC计算模型,运用节点导纳矩阵法计算了浙西电网GIC;根据溪洛渡—浙西直流输电试运行期间-500 A接地极入地电流的测试数据,计算分析了GMD和接地极共同作用下浙西电网的偏磁电流水平。研究结果表明,目前浙西电网安装直流偏磁抑制装置的容量,不能满足消除GMD和接地极共同作用的需要,建议根据中科院和中国气象局空间天气事件的预报,避开有太阳剧烈活动的时间安排检修或调试,避免抑制装置发生过载的问题,保障浙西电网的安全。     

GIC作用下的变压器励磁电流及无功功率特性

通过PSCAD／EMTDC仿真软件,针对不同铁心结构的变压器定量、定性分析了地磁感应电流作用下变压器励磁电流的谐波及无功功率特性。仿真分析表明,GIC侵袭期间,铁心结构不同的变压器产生的谐波幅值及序分量不同;变压器消耗的无功功率大小不同,但基本上与流过每相绕组GIC的大小呈线性关系。     

地磁感应电流在直流输电系统引发的谐波不稳定分析

高压直流（HVDC）输电换流器两侧的谐波阻抗对确定地磁感应电流（GIc）引发的谐波有重要意义。对比了有外部激发和无外部激发2种情况下HVDC换流变的直流偏磁机理,并根据三端口网络模型计算、等效出的谐波阻抗,研究了在GIC作用下换流变偏磁后的谐波水平。PSCAD／EMTDC仿真表明,GIC激发的谐波取决于系统的谐波阻抗。当直流输电系统对某次谐波存在谐振点或呈现高阻抗时。可导致系统谐波明显放大,严重时会引起直流输电工程闭锁。     

西北地区电网负荷特性研究

近年来,西北地区用电负荷增长较快,但增长结构并不合理、受国家宏观调控影响因素较大。为更深一步了解西北电网负荷特性,在整理、分析西北电网历史负荷数据、电量数据的基础上,给出了影响西北电网负荷特性的主要因素,并与中东部地区电网的用电情况进行了对比分析,最后对本研究进行了总结并提出了相关建议。     

110 kV线路接地故障与终端站保护配合案例分析

针对110 kV中性点直接接地系统中,主网终端且带地区电源的变电站在始端送电线路发生单相接地故障时,线路接地保护与终端变电站内相关保护的配合、整定问题,以华北电网发生的一起110 kV线路单相接地故障为例,阐述了线路接地保护及终端带地区电源变电站主变压器零序电压保护的动作过程,分析了导致零序电压保护动作与变电站全站停电的原因、110 kV主变零序电压保护的配置和110 kV线路接地保护、地区电源联络线保护、重合闸与备用电源自投装置等配合问题,并对保护配置和整定提出了改进建议。     

电力系统中抽水蓄能电站调峰作用的研究

探讨核电、风电等清洁能源大规模接入电网后带来的电力系统调峰问题,研究抽水蓄能电站的调峰作用。通过对2020年全国各区域电网电源结构、负荷特性、调峰能力等数据预期进行综合分析,计算出核电、风电机组接入电网后应参与调峰的容量,得出需配套建设抽蓄电站的比例。为今后电力系统的规划建设提供理论依据。     

新疆五彩湾区域网架结构对短路电流的影响

新疆电网随着网架结构加强,网内电源装机增加,各区域电网短路电流明显增加,特别是新疆核心电网及其周边,以及高载能产业集聚的各大工业园区。结合五彩湾区域电网发展规划,利用PSASP软件对五彩湾区域电网2014—2017年逐年进行短路电流计算,分析网架结构变化对短路电流影响,并提出限制措施,为后期电网建设、调度运行提供技术支撑。     

带电检测技术在电网设备运行维护中的应用

为确保电网设备状态检修及隐患排查工作的顺利进行,带电检测在设备运行维护中的应用目前已被列为各项工作开展的重点。对当前在电网设备运行维护中广泛使用的红外检测、紫外成像检测、超声波检测、超高频检测、暂态地电压法检测、谐波电场法检测、化学成分分析等检测技术的原理及适用范围分别进行了归纳和总结,可为后续从事电网带电检测工作的技术人员提供了参考。     

Utilities in the sky?: Comparison of space-based and terrestrial solar power systems

Could huge arrays of space-based solar power systems one day supply utility scale electricity to the electric power grid on earth? How realistic a possibility is this option for alternative energy supply at the moment? Finley R. Shapiro, USA compares space-based and terrestrial solar power systems.     

直流接地极及杆塔接地网附近电磁场的有限元分析

高压直流输电系统处于单极大地回线运行方式时,有很大的直流电流通过直流接地极流入大地,这将造成接地极本身及附近输电杆塔接地网的腐蚀。在理论分析接地极和杆塔接地网电磁场的基础上,应用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,以德宝直流输电工程千阳接地极为例,建立了多层大地土壤结构下的直流接地极和杆塔接地网数值模型,添加相关边界条件,进行网格划分处理,计算分析了接地极地表电位分布规律,并对杆塔接地网附近电位及泄漏电流密度进行了研究,结果发现:接地极地表电位沿径向距离逐渐降低;杆塔接地网本体上的电位最高,接地网的射线末端泄漏电流密度最大, 射线首端的泄漏电流密度最小,接地网矩形与射线的连接处电流密度有突变。该研究对掌握直流接地极及杆塔接地网周围电场分布情况和腐蚀规律,具有重要的意义。