蒙城地震台地磁观测受高压直流输电干扰的分析

随着越来越多的电网高压线路的投入运行,对地磁观测造成了较大范围的干扰,这种干扰需要通过预处理进行解决。该文根据地震地磁观测的主要任务和基本原理,结合蒙城地震台的观测数据,从台站提供的地磁干扰资料着手,研究由于直流线路影响地磁观测数据的特点。通过对安徽蒙城地震台的地磁观测(GM4磁通门磁力仪)的高压直流输电的干扰的动态特征进行分析,同时,介绍了对高压直流干扰的预处理的一般方法。     

高压直流输电对兰州台地磁观测的影响

随着中国电网建设规模的快速发展,越来越多的高压直流输电工程在全国范围内投入运行,对地磁观测造成了较大范围的干扰,已建成的高压直流输电对兰州地磁台站有影响的有两条线路,分别为哈-郑线(哈密-郑州)和酒-湖线(酒泉-湘潭),本文对这两条高压直流典型干扰的兰州台地磁观测资料进行识别及处理。     

地磁数字化资料干扰分析及数据处理

利用"十五"数字地磁台的数据资料,分别统计在地磁台观测中出现的自然因素、观测环境因素和仪器设备故障等各类干扰情况,对这些干扰进行详细的分类,分析人为干扰、地铁轻轨干扰、交直流转换干扰和地电阻率干扰等对地磁场观测数据的影响特征,并提出了干扰的数据处理办法。     

蒙城台地电场与地磁场观测数据对比分析

通过对蒙城台2015年地电场与地磁场数据对比分析,研究磁场扰动期间磁场变化与地电场的关系,通过对比我们发现地磁H分量的数据变化与地电场受磁场扰动产生的变化相关性较高。通过对原始地电场和地磁场观测数据的对比分析,总结同台站电场、磁场随时间变化的规律,变化电场与变化磁场在同时段不同K指数情况下的相关性与差异性。从而依据一定的数据变化形态和特点,及时识别数据的正常与非正常变化,以便为地震预报提供及时、可靠的观测数据。     

直流输电线路接地极形状对地电场观测干扰水平的影响

为解决特高压直流输电线路对地震台地电场观测的干扰影响问题,根据地电场观测仪器的工作原理,分析直流输电线路干扰地电场观测的原因,认为线路接地极入地电流使土壤的电位分布发生了变化,从而改变了埋设在土壤中的地电场观测仪器电极处的电位.针对直流线路接地极不同形状,考虑大地为水平分两层的土壤模型,根据等值复数镜像法推导出单一垂直接地体、水平双环接地体和多个垂直接地体的入地电流在土壤中的电位计算公式,计算并分析了多种情况下直流线路对地电场观测的干扰水平.结果表明,采用水平双环形接地极可减小50%左右的干扰值,采用8个垂直接地极可减小87%左右的干扰值.     

直流输电线路对地电阻率的观测干扰

直流输电线路对地震台地电阻率观测的干扰影响是目前亟需解决的问题。根据地电阻率观测仪器的工作原理,分析了直流输电线路干扰地电阻率观测的原因。针对直流线路接地极不同形状,考虑大地为水平分两层的土壤模型,基于等值复数镜像法推导出单一垂直接地体、水平双环接地体、多个垂直接地体入地电流在土壤中的电位计算公式,计算并分析了多种情况下直流线路对地电阻率观测的干扰水平。计算结果表明,采用水平双环形接地极可减小50%左右的干扰值,采用4个垂直接地极可减小75%左右的干扰值。     

不同地震台站地电场观测资料频谱特征分析

运用快速傅里叶变换通过对四平台和榆树台地电场2015年部分静日及1、4全月分钟值与长春台地磁X、Y分量、分量应变资料进行频谱对比分析,结果显示:总体上两台地电场NS与EW向的优势周期主要以12h、8h为主,但不同月份,不同测向,优势周期也不尽相同;两台EW向的优势周期成分都多于NS向。与同时段分量地磁场、分量应变的优势周期对比,两台地电场NS向与地磁场Y分量较为对应,地电场EW向与地磁场X分量较为对应。12h优势周期同时存在于地电场、地磁场和分量应变,此对应结果解释了两台地电场生成的重要机制。     

云广±800 kV特高压直流线路通信干扰计算

为了分析直流输电线路对通信干扰的影响,提出了一种准确计算直流输电线路对电信回路电磁干扰影响的方法.首次将交直流基波和谐波潮流统一算法应用于通信线路干扰计算中,在考虑了直流输电线路分布参数的情况下,进行了各种运行方式下直流输电线路的谐波电流和电压的计算,发现交流母线基波电压相位差对谐波电流计算有着不可忽略的影响.同时,利用线路的具体结构进行了通信干扰计算所需的各种参数的计算.在此基础上,根据不同运行方式分别计算了直流线路谐波电流正序、零序分量通过感性耦合引起的通信干扰,给出了云广直流线路在不同接近距离时通信回路上的等效干扰电压.提出的方法对正确地计算通信干扰有现实的意义.     

云广±800kV特高压直流线路通信干扰计算

为了分析直流输电线路对通信干扰的影响,提出了一种准确计算直流输电线路对电信回路电磁干扰影响的方法．首次将交直流基波和谐波潮流统一算法应用于通信线路干扰计算中,在考虑了直流输电线路分布参数的情况下,进行了各种运行方式下直流输电线路的谐波电流和电压的计算,发现交流母线基波电压相位差对谐波电流计算有着不可忽略的影响．同时,利用线路的具体结构进行了通信干扰计算所需的各种参数的计算．在此基础上,根据不同运行方式分别计算了直流线路谐波电流正序、零序分量通过感性耦合引起的通信干扰．给出了云广直流线路在不同接近距离时通信回路上的等效干扰电压．提出的方法对正确地计算通信干扰有现实的意义．     

基于广义帕累托分布的中纬度地区地磁场极值预测

极端地磁活动会对电力系统的正常运行造成影响,研究地磁场量的极值水平可以为量化电网中的GIC受地磁暴影响程度提供理论支撑。选取兰州地磁台的观测数据为典型算例,利用基于广义帕累托分布(GPD)的超阈值模型(POT)对磁暴期间地磁场的水平分量及其分钟变化率进行拟合,并结合概率图(P-P图)和分位数图(Q-Q图)分析模型检验结果。利用轮廓似然估计方法得到50 a, 100 a和200 a一遇的地磁场水平分量及其分钟变化率的重现水平,并对重现水平及其95%置信区间随着重现期增长的变化趋势进行讨论。通过对中纬度地区的5个地磁台重现值结果的综合分析,给出了100 a一遇的磁暴期间地磁场分钟变化率约为200～500 nT/min, 200 a一遇的磁暴期间地磁场分钟变化率约为200～800 nT/min水平。模型估计的结果表明POT模型适用于地磁场量的极值分析,且地磁场变化率的重现水平随着重现期增加呈非线性增大趋势,给出的中纬度地区地磁场变化率极值范围,可为计算电网中地磁感应电流和分析磁暴灾害提供理论支撑。     

地磁扰动对岭澳核电站变压器GIC影响分析

通过对2004年11月—2006年12月期间的岭澳核电站监测到的地磁感应电流和广州地磁台站观测的地磁数据对比分析,发现缓始磁暴产生的地磁感应电流(GIC)与地磁场分量的变化的相关系数可以大于与其时间一阶导数之间的相关系数。GIC与地磁分量的呈负相关,且相关性均比较大。对8次磁暴产生的GIC的最大幅值与其对应的地磁水平分量的变化率进行最小二乘拟合,推导出二者之间的关系式,可为预测核电站变压器GIC提供依据,并为磁暴灾害对核电站影响程度提供理论参考。     

马陵山台地磁观测典型干扰特征分析及应对措施

通过对近几年马陵山台地磁观测三套仪器(M15、GM4、FHD)受干扰的原始数据的研究分析,总结马陵山地震台地磁观测典型干扰主要有以下几种:磁暴干扰、雷电干扰、台站自有地电观测手段对地磁数据的干扰、观测室空气湿度对不同地磁仪器产生的干扰、台站改造大型金属车辆靠近地磁观测室造成的干扰。经过对比分析,提出解决方法和应对措施,为今后提高观测质量、更加精确地进行数据预处理提供参考和借鉴。     

一种混合双端直流输电线路暂态保护方案

为保证混合双端型高压直流输电系统安全运行,论文分析了混合双端直流输电线路两端边界元件的幅频特性。根据区内外故障下线路暂态电压瞬时能量差值的不同特征,利用改进局部均值分解方法（local mean decomposition,LMD）来提取故障分量,论文提出了一种基于改进型LMD分解的直流线路暂态保护方法。该方法有效降低了经典LMD分解在处理直流故障信号时的端点效应和滑动误差对仿真数据的影响。最后利用PSCAD仿真软件搭建了LCC-MMC混合双端型高压直流输电线路仿真模型,利用该仿真模型输出直流输电线路区内和区外故障仿真结果。并利用Matlab对故障数据进行处理,进行了算法仿真。仿真结果表明暂态电压信号的瞬时能量值在区内故障状态下明显高于区外故障和无故障状态。仿真结果验证了所提保护方法的正确性。该方法能够快速可靠的实现故障判别,具有较强的实用性。     

基于行波固有频率的VSC-HVDC直流输电线路双极短路故障保护与定位

提出了运用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)对电流进行频谱分析获取固有频率的方法,实现对VSC-HVDC直流输电线路双极短路故障的保护与定位.在高压直流输电线路双极短路故障条件下,对输电线路两端采集到的双极电流相量进行相模变换得到电流模量,从线模电流分量频谱分析结果中提取固有频率主频率和二次频率,运用输电线路两端的线模电流分量固有频率主频率差作为主保护判据,固有频率二次频率作为辅助保护判据,实现直流输电线路双极短路故障保护;利用固有频率与故障距离之间的关系,完成故障定位.通过PSCAD/EMTDC仿真和Matlab数据分析验证了该方法具有较高的可行性.     

地磁数据干扰和缺数的人机交互去除

基于matlab平台,作者编写了一个小程序,采用人机交互方式,去除地磁观测数据中的尖脉冲干扰和缺数,以降低这些干扰因素对数据可靠性的影响。本文选取成都台观测数据实际操作处理,并进行处理前后的误差分析对比。结果表明,这种方法与目前台站通用的处理系统相比,用其剔除台站资料中残留的尖峰、缺数等更加灵活、简便、实用,具有较强的可操作性,这种处理降低了数据由于干扰引入的统计误差,适合台站观测人员对数据的日常处理,也适合其他研究人员对原始数据的预处理。同样也可用于其它测项观测数据类似干扰的预处理,具有较广泛的实用价值。     

一种混合双端直流输电线路的纵联保护新原理

为保证混合双端高压直流输电系统安全运行,分析了混合双端直流输电线路两端电流相似度.通过故障分析发现,区内故障时线路两端电流无明显线性关系,区外故障时线路两端电流呈线性关系.根据该差异,提出了一种基于相关系数的混合直流输电线路纵联保护方法.利用PSCAD搭建混合双端型高压直流输电线路仿真模型,输出直流输电线路区内和区外故障结果,并利用MATLAB对故障数据进行处理,进行了算法仿真.仿真结果验证了所提保护方法的正确性,该方法在实际应用中数据无需严格同步,能够快速可靠地实现故障判别,具有较强的实用性.     

天广直流控制保护改造前后接地极线路的不平衡保护原理对比

接地极线路不平衡保护是高压直流输电系统接地极线路的重要保护配置,天广直流控制保护改造后,南瑞直流保护系统在原西门子直流保护系统的基础上进行了功能优化。本文重点对天广直流控制保护改造前后接地极线路不平衡保护的工作原理,通过举例进行对比分析,有助于提高对高压直流输电系统的运行维护水平。     

兰州地磁台观测仪器工作状态分析

地磁观测资料在地磁学、空间物理学、固体地球物理学及其它相关领域的研究和应用中具有十分重要的作用。资料质量对研究工作具有重要影响,仪器工作效能是保证资料质量的重要环节。本文利用兰州地磁台多套仪器观测资料,通过对不同仪器组合观测的基线值和绝对值,最终得出了每套仪器的工作效能。结果显示:兰州地磁台各套仪器工作状态稳定,观测质量可靠,具有良好的研究和应用价值。文中观测仪器工作状态分析方法对于其它地磁台站具有推广应用价值。     

国内科技期刊亮点

受端系统负荷对高压直流输电的影响当直流输电容量大,且系统的地区负荷在峰值附近时,高压直流输电的受端电力系统会产生换相失败,或产生直流的后续振荡。两名学者对上述现象进行了详细调查与分析,从气候、地磁、控制系统多方面进行研究,最后认为系统负荷过大是导致逆变不稳的原因。     

地磁场日变化的空间差异对流动观测通化结果的影响

通过对中国西部、西南部和东部几组相邻的地磁台站各地磁要素日变幅的对比分析，发现各台站的地磁要素日变化具有空间差异性，这种差异性特征是趋势变化一致而幅度不同.结合一些实例，分析了野外观测资料用相邻的地磁台站的地磁要素数据通化时，通化结果有差异，并且这些差异与观测时间和观测季节关系密切.在实例中，磁偏角（D）、水平分量（H）、垂直分量（Z）及总强度（F）的通化值差异一般分别达到0.5′、6 nT、4 nT、6 nT，这样的差异值有可能影响震情研判.因此，在地震地磁监测工作中的定点连续观测十分重要，而流动地磁观测只应该作为一种补充和辅助手段.