考虑地下各向异性介质的磁暴感应地电场研究

地质勘测资料表明,地下存在电性各向异性介质,因此在研究地磁扰动(GMD)地电场时需要考虑各向异性介质的影响.建立包含各向异性介质的大地电导率模型,研究电性结构不均匀及各向异性介质对地电场分布的影响.结合新疆地区部分数据构建各向异性大地电导率模型计算GMD地电场.通过各向同性大地电导率模型对比,发现各向异性区域内主轴电导...     

考虑海岸效应影响的电网地磁感应电流的计算方法

与北欧、北美国家相比,我国大陆的磁纬低,同次地磁暴的地磁扰动(geomagnetic disturbance,GMD)相对较弱,对计算中低纬GMD地电场和电网GIC提出了更高的要求。为研究海岸效应对中低纬GMD地电场和电网地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)的影响,以2004年11月9日地磁暴广东肇庆地磁台的GMD秒钟数据和广东沿海地区的大地构造资料为基础,建立了岭澳核电站沿海局部地区的一维和三维大地电导率模型,计算了GMD的地电场和岭澳核电站变压器中性点的GIC。结果表明,海岸效应对电网GIC的影响很大,在评估中低纬沿海电力系统的GIC灾害风险时,应充分考虑海岸效应的作用,以及使用地磁暴的秒钟GMD数据,能够获得更准确的计算结果。     

海岸效应对电网地磁感应电流的影响

地磁扰动(geomagnetic disturbance,GMD)感应地电场通过接地的中性点作用于电网产生地磁感应电流(geomagnetically induced currents,GIC),给安全运行带来不利影响。海岸效应导致沿海地区地电场出现局部增强,显著影响GIC在电网中的分布。探明海岸效应对地电场畸变及GIC分布的影响程度是深入研究电网磁暴灾害的基础。建立了模拟海岸地区大地电导率结构的薄壳模型,基于有限元法求解了感应地电场的分布;分析计算结果,得出了电导率、频率、分界面距离等因素对GMD感应地电场畸变的影响规律;通过设置输电线路模型定量分析了海岸效应和电网GIC增强现象之间的关系。提出的方法和结果可为我国电网GIC风险评估、防治策略制定等提供理论依据。     

基于行星际太阳风信息和三维磁流体力学模型预测电网GIC的计算方法EI北大核心CSCD

准确预测或预报地磁暴在电网中产生的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC),对在电力系统调度运行中采取措施防御地磁暴电网灾害具有重要的意义。以行星际太阳风参数和观测数据为基础,提出基于行星际太阳风信息和三维磁流体力学(magnetohydrodynamics,MHD)模型评估电离层电流体系的算法,电离层电流计算地磁扰动(geomagnetic disturbance,GMD)以及GMD计算电网GIC的算法,以对电网GIC进行预测。算例的计算结果表明,所提基于行星际太阳风、电离层电流、GMD因果链体系以及观测数据和计算数据预测电网GIC算法具有比较高的精度,能有效量化评估灾害性地磁暴事件的影响程度,满足电网灾害性事件的预测和预警的需要。     

高铁电气系统中的GMD干扰监测及信号消噪方法

借鉴公共电网地磁扰动(GMD)干扰效应的监测技术,结合我国高铁牵引供电系统的结构与接线,研究了GMD干扰高铁电气系统的物理过程与模式,设计了高铁电气系统的GMD干扰监测装置,提出了GMD产生的地磁感应电流(GIC)变化的监测方法和基于小波变换技术的干扰噪声的处理方法。仿真计算结果表明,利用小波变换技术消除采集信号中的白噪声是可行的。     

地电场方向和交流系统结构对±800kV蒙西换流站地磁感应电流的影响

地磁扰动(geomagnetic disturbances,GMD)下的特高压直流输电(ultra high voltage DC,UHVDC)系统,送受端交流电网的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)会侵入UHVDC换流变压器,导致其直流偏磁及产生谐波和温升等次生干扰。为研究地电场方向和接入系统结构对换流变GIC的影响,针对规划的蒙西换流站的2个接入系统方案,提出建模计算以15?为间隔的24个不同方向感应地电场作用下换流变GIC,并评估了2004年11月9日强磁暴作用下的GIC。结果表明,强磁暴产生的GIC会引起换流变严重的直流偏磁,同一地电场作用下2种接入系统方案中换流变GIC值差别较大,地电场方向对换流变的GIC也有较大影响。     

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。     

特高压输电线三维工频电场模拟及环境影响分析研究

为研究超特高压输电线路产生的电场对周围环境影响的程度,从模拟电荷法出发,利用空间电场的二维计算模型,在考虑弧垂对导线电场强度影响的情况下,对输电线档距进行了微元化处理,修正了二维电场的计算模型,得出基于模拟等效电荷法的输电线路空间三维电场强度计算模型。最后,利用Matlab编程,在云南西北特殊区域的典型1 000 k V特高压输电线上,实现了不同对地高度对地面工频电场强度影响的仿真模拟计算,并对其结果进行了分析和讨论。在超高压输电线工频电场与生态环境相互关系认知的基础上,为超高压输电线走廊建设提供了更为合理的解决方案。     

1000kV特高压变压器的GIC无功效应分析

地磁暴导致变压器损毁及电网事故的原因是输电线路的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)流经变压器的次生干扰所致,尤其1000 kV特高压变压器的GIC响应机制及大电网中的GIC无功(GIC-Q)效应是制定防御地磁暴灾害的策略迫切需要解决的问题。根据2017年9月8日地磁暴侵害山东昌乐站1000kV特高压变压器高中压侧的无功功率的实测数据,以及山东安丘地磁台的地电场实测数据,推导建立了基于变电站同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)量测无功数据和地电场数据计算、验证1000 kV特高压单相自耦变压器的GIC-Q扰动的模型,完成了2017年9月8日地磁暴GIC侵害昌乐站1000 kV变压器的GIC-Q扰动的理论计算。对计算结果的分析表明,利用PMU量测无功数据能有效计算分析变压器的GIC-Q扰动,这对基于电网调度运行防御地磁暴电网灾害具有重要的意义。     

地磁扰动和接地极共同作用的浙西电网偏磁电流计算

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。针对溪洛渡一浙西±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。     

大地电导率横向变化对地磁暴感应电场H极化及地磁感应电流的影响

磁暴感应地电场在输电网、铁路、管线中产生地磁感应电流(GIC),对设备的正常运行产生不利影响。大地电导率的横向差异使磁暴感应地电场在海岸等复杂地质结构地区发生畸变,而"海岸效应"就是H极化情况下的一种典型畸变现象。本文考虑大地电导率的横向变化建立了分块模型,应用有限元法计算了H极化情况下磁暴感应地电流场的分布,定量分析电导率变化系数与地电场畸变现象之间的关系,揭示大地电导率横向差异对地电场分布的影响规律;假设变电站位于分界面附近,讨论电导率变化系数、变电站与分界面距离等因素对线路GIC的影响,为电网GIC的准确计算提供理论基础。     

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。     

三芯电缆载流量及温度场计算的有限元法

针对直埋方式的三芯交联聚乙烯（XLPE）电力电缆利用有限元法能任意布置结点和网格的特点,建立了地下电缆温度场计算模型,阐述了其计算原理.通过实例计算结果与实验数据对比表明,采用有限元法分析电力电缆载流量和温度场切实可行,且计算精确度高.     

600MW汽轮机隔板的强度分析

分析现有汽轮机隔板强度的简化算法(Wahl法、M-V法)和有限元法的计算原理、特点和具体算法。对某发电厂600 MW汽轮机第8级隔板的强度进行计算分析。在有限元法的计算中,计算模型的确定包括边界处理、网格划分、蒸汽压差与温度载荷施加等。     

A fuzzy logic system for calculation of the interference of overhead transmission lines on buried pipelines

The influence of a faulted electrical power transmission line on a buried pipeline is investigated. A calculation tool is suggested. Finite element solutions of field equations are used combined with artificial intelligence methods. The electromagnetic field depends on several parameters, such as the position of the phase conductors, the currents flowing through the conducting materials and the resistivity of the earth. A fuzzy logic system was used to simulate the problem. It was trained using data derived from finite element method (FEM) calculations for different configuration cases (training set) of the above electromagnetic field problem. After the training, the system was tested for several configuration cases, differing significantly from the training cases with satisfactory results. It is shown that the proposed method is very time efficient and accurate in calculating the electromagnetic fields compared to the time straining finite element method.An important feature of the fuzzy logic system is that it consists of a varying rule base and is trained using genetic algorithms. In order to create the rule base for the fuzzy logic system a special operation is used at the beginning of the training. Afterwards, the training of the system is achieved with the use of a genetic algorithm (GA) that implements some special operators.     

±1500kV特高压直流输电线路电磁环境指标计算

随着"一带一路"倡议的实施,未来电网将向跨国、跨洲联网方向发展,超远距离输电和超大容量输电亟需更高电压等级的直流输电技术.该文选取±1500 kV直流输电电压等级,按照基本计算条件,采用模拟电荷法、有限元法、CISPR经验公式和EPRI经验公式等方法,计算合成电场强度、地面离子流密度、磁感应强度、无线电干扰以及可听噪声...     

COMSOL Multiphysics在微型扬声器热效应分析中的应用

目前,在微型扬声器的热效应分析方面,国内已有一些研究,文中对扬声器的结构及其工作原理做了简单介绍,运用有限元法对扬声器工作过程中的温度场进行数值求解.在COMSOL Multiphysics有限元分析软件中建立微型扬声器模型,并对其进行网格划分,仿真分析扬声器工作时内部的温度分布情况,可以得到扬声器工作过程中温度场的二维和三维分布图形、内部流体速度场的分布情况以及内部不同部件的温升对比图.得出的结论为微型扬声器的设计和研究提供一定的理论参考.     

基于突变理论的计及磁暴扰动电力系统电压稳定分析

受磁暴影响,电力系统变压器集群无功损耗剧增构成系统电压稳定问题的重大威胁。在分析电力系统磁暴灾害扰动故障机理的基础上,将磁暴造成的变压器集群无功损耗进行合理等效,根据电压与电力系统参数的关系式与燕尾突变流形的正则形式相同的特性,在突变理论基础上提出了电压稳定性指标和判断方法,NewEngland 10机39节点的数值仿真结果表明所提方法的有效性。     

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率模型,以地磁场预测结果作为边界条件,通过有限元法得到了不同重现水平下地面电场分布情况和地电场强度范围。