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。     

地磁感应电流对电网设备的影响与治理方法

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)对电力系统设备的安全运行有很大影响.论述了电网GIC对电力系统设备的主要危害,并根据电网GIC产生机理和主要特征,对几种可行治理技术特点进行了分析,指出GIC是长距离输电系统、大规模电网应关注的问题.     

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。     

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。     

磁暴引发电网地磁感应电流计算模型研究

我国电网中已多次发现较大幅度的地磁感应电流(GIC)侵扰事件,并且随着电网的发展有产生更大GIC的可能性。要研究GIC对电网安全运行的影响,首先需确定电网中GIC的水平。本文对电网GIC水平评估的统计学模型和各种物理模型进行了总结和分析,讨论了这些模型的优缺点和适用性,指出了目前研究中存在的不足之处,并根据我国电网、地质结构特点等实际情况提出了适合我国国情的研究方向。     

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。     

地磁感应电流对变压器影响的仿真研究

太阳风引发地磁暴时会在电网中产生地磁感应电流(Geomagnetically Induced Currents,GIC),准直流特性的GIC会导致变压器产生直流偏磁。阐述了GIC的产生原理,根据零序磁通的磁路情况分析了不同铁芯结构变压器受GIC影响的大小程度。基于MATLAB-SIMULINK仿真软件建立了三相三柱式变压器和三相组式变压器的直流偏磁模型,通过对比两种变压器在GIC作用下的励磁电流、磁链和谐波阶次来对比分析不同铁芯结构受GIC影响的程度。仿真结果表明,零序磁通回路磁阻小的铁芯结构变压器更易受到GIC的影响,产生明显的直流偏磁,励磁电流含有各阶次谐波,对电网的安全稳定运行带来一定的影响。     

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。     

变压器中性点配置小电阻器对治理电网GIC的效果分析

地磁感应电流(geomagnetically induced currents,GIC)引起变压器半波饱和对电力系统的安全运行产生不利影响,甚至引发大面积停电事故。为了有效治理GIC对大规模电力系统的不良影响,提出变压器中性点配置小电阻器减轻电网GIC的解决思路,同时结合甘肃省750/330kV电网GIC相互作用及中低纬地区地磁暴的特点,给出10种不同的组合治理方案。制定了评价电网GIC水平的4个指标,并对上述10种方案的治理效果进行了评估。结果表明750/330k V双电压等级电网GIC治理难度较大,特别是GIC高风险节点的抑制,配置不当会使治理效果恶化,同时,750kV变电站中性点配置小电阻器抑制GIC较330kV变电站的作用大,且在电网末端750kV变电站配置小电阻器抑制电网GIC的效果较明显,可使GIC的最大值降低30%。研究结果希望为电网GIC治理提供理论基础和技术支撑。     

磁暴影响电力系统安全风险评估思路与理论框架

鉴于近年来磁暴侵袭中国电网的几次事件和强磁暴引起的损失达上千万美元的魁北克大停电事故,分析与评估电力系统磁暴灾害扰动下的电力系统运行风险十分必要。在讨论磁暴引发电力系统相继故障机理的基础上,分析评估电网磁暴运行风险的技术需求,并指出其中的关键问题和解决途径;设计计及磁暴灾害的电力系统风险评估框架,建立简化的地电场–GIC–电力系统混合集成模型;并借助Matlab和PowerWorld Simulator平台,以GIC标准系统为例,验证了模型可以反映给定电网参数条件下的磁暴事件对电力系统的影响与故障传播过程。研究结果可为进一步量化与防范磁暴电网风险提供参考。