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目前,多项研究成果已应用于特高压直流工程对地震台站的电磁干扰影响防护,为GB/T19531.2-2004标准的修订提供了依据,对直流输电系统与地震台站不可避免共存时获取输电走廊、最大程度缩短二者间防护距离和节省投资具有重要的工程实用价值。
在当前土地资源非常稀缺的条件下,输电走廊和地震台站选址往往难有大幅改动的可能,应用本技术可在条件限制时通过精确计算保证双方并存的电磁兼容性,使输电工程和地震台站建设的可行性成立。本项目的研究成果将在国家坚强智能电网规划与建设中,保证环境兼容性和降低昂贵的后期改造费用提供了有效的技术措施,也为电力和地震台站在规划与建设时,保证系统间的电磁兼容问题提供了一系列具有参考价值的基础理论方法和分析评估手段。
科技攻关团队孜孜不倦的创新精神
为解决直流输电系统对地震台站的电磁干扰与路径选择问题,中国电力科学研究院根据地震电磁场观测仪器的工作原理和特高压直流输电系统的运行工况,通过理论研究和试验研究相结合的方式,针对特高压直流系统对地震监测中地磁场、地电场和地电阻率观测干扰的影响因子及机理进行研究,基于广域空间下直流系统电磁场求解及大量特高压直流工程实测,首次系统性明确直流系统对地震观测的干扰机理及其决定性影响因子,发展出了新的地震观测电磁干扰防护方法及其应用系统体系,解决了未来特高压直流工程和地震台站的选址,以及已存在的地震监测干扰问题。主要创新点如下:
提出了考虑率、线路路径的直流输电系统对地磁场观测电磁影响精确分析方法,建立了直流线路空间场的精确求解数学模型,经向-上、锦-苏±800kV特高压直流工程现场试验验证,误差小,实现了直流输电线路电流对邻近地磁场观测的干扰识别;
建立了考虑垂直分层和水平分层的多层复合土壤和接地极配置的直流输电系统对地震台站地电场观测电磁影响计算模型,并在向-上、锦-苏±800kV特高压直流工程现场试验验证,误差小于10%,解决了国内外以往直系统对邻近地电场观测电磁干扰难以定量计算的技术难题;
提出的防护距离和开发的直流输电系统对地震台站电磁影响校正系统,大幅缩短了直流系统与地震台站间的防护距离。
国外未见相关的研究报道,与国内以往研究,具有以下突破:
(1)在研究对象的深度和广度方面:以往研究针对单个台站或直流工程,该项目分析了全国台网监测仪器的类型和工作机制和全国范围内主要台网(15个)电磁监测数据,较系统的获得了我国直流输电系统对地震电磁监测干扰情况。
(2)在直流输电系统对地磁观测影响模型方面:以往研究仅就龙政直流线路对地磁台电磁影响进行了监测和简单分析,磁场影响根据经验公式大略估计,该项目获得了直流线路干扰地磁观测的特点,确定直流线路主要干扰地磁Z分量的观测。建立了无限大均匀土壤和分层土壤情况下基于地心坐标系的入地电流磁场和极导线电流磁场计算模型, 经多次试验验证误差小于5%。
(3)在直流输电系统对地电场观测影响模型方面:以往研究未包含地电场和地电阻率观测台站, 该项目建立了基于有限项复系数指数级数拟和无穷阶泰勒级数构成多层土壤结构格林函数的电位分布计算模型,可计算不同土壤条件下接地极入地电流在土壤中的电位分布,可精确分析直流系统对地电场和地电阻率干扰,经多次试验验证误差小于10%。
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