基于三維電性結(jié)構(gòu)的磁暴大地電磁場(chǎng)有限元分析.pdf

1、太陽(yáng)風(fēng)所攜帶的高速移動(dòng)的帶電粒子流使得地磁場(chǎng)發(fā)生劇烈變化，在大地表面感應(yīng)出地電場(chǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)中的變壓器中性點(diǎn)接地時(shí)，會(huì)在中性點(diǎn)之間形成電勢(shì)差，并在輸電線路中流過(guò)地磁感應(yīng)電流，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。由于我國(guó)地理情況十分復(fù)雜，大地電導(dǎo)率分布不均衡所引起的地面電場(chǎng)突變的情況不容忽視，因此地面電場(chǎng)的計(jì)算成為研究磁暴對(duì)電力系統(tǒng)影響的關(guān)鍵因素。目前對(duì)于大地電導(dǎo)率的建模大多為一維和二維模型，未能充分考慮大地電導(dǎo)率的水平方向變化。

2、r>　　計(jì)算電網(wǎng)中地磁感應(yīng)電流的關(guān)鍵在于感應(yīng)地電場(chǎng)的計(jì)算。本文在對(duì)電流源形態(tài)和大地電性結(jié)構(gòu)的分析的基礎(chǔ)上，充分考慮大地電性結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況，將磁暴發(fā)生時(shí)場(chǎng)源等效為距離地面一定高度的薄片面電流，對(duì)大地電導(dǎo)率進(jìn)行三維建模和數(shù)值分析。
　　使用有限元法分析了不同頻率場(chǎng)源下的地電場(chǎng)分布規(guī)律,研究了電導(dǎo)率的水平方向變化導(dǎo)致的地電場(chǎng)突變情況。研究結(jié)果表明，電導(dǎo)率的三維分布對(duì)地面電勢(shì)差的計(jì)算有較大影響，若僅考慮單一方向電場(chǎng)來(lái)計(jì)算線路首末端電勢(shì)差，

3、與三維模型計(jì)算結(jié)果相比會(huì)存在較大誤差。通過(guò)新疆地區(qū)莎車-阿克蘇-庫(kù)車-塔什店-吐魯番750kV輸電走廊的地電場(chǎng)計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證該模型和算法的正確性。
　　利用PSCAD/EMTDC軟件搭建HVDC仿真模型，對(duì)換流器的勵(lì)磁電流波形進(jìn)行分析，結(jié)果表明GIC導(dǎo)致?lián)Q流器產(chǎn)生直流偏磁，勵(lì)磁電流發(fā)生嚴(yán)重畸變，同時(shí)產(chǎn)生大量諧波，其中低次偶次諧波分量增幅迅速。研究了直流輸電運(yùn)行方式與GIC的相互關(guān)系，分別分析了長(zhǎng)距離雙極直流輸電運(yùn)行方式與背靠背直流輸