[發明專利]直流輸電線路對地磁觀測干擾聯網校正的方法

有效

• 申請號: 201110267774.7
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102324740A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 萬保權;張小武;謝輝春;唐波;張建功
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;G01V3/40
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

技術領域

本發明屬于高壓輸變電工程電磁兼容和地球地磁場監測交叉領域，具體地講是一種精確求解具體直流輸電線路對具體地磁觀測臺站干擾水平，并對受干擾的地磁觀測數據進行校正的方法。

背景技術

我國處于地震活動多發區域，遍布各地的地震地磁監測臺承擔著預報和監測地震活動的重要任務，通過觀察地磁場變化來監視地質活動。正常運行狀態下的直流輸電線路所產生的直流磁場與地磁場信號不易分辨，但如果改變輸送電流，在雙極運行和單極運行間切換，或者線路正常運行出現故障，則可能引發沿線近萬平方公里內的直流磁場水平的突變。向家壩-上海±800kV特高壓直流輸電工程已開工建設，未來規劃中還有多條特高壓直流輸電線路，將在我國西電東送、南北互供的跨大區電網互聯中發揮重要的作用。隨著國民經濟的發展，國家電網將建設越來越多的特高壓直線線路，電磁干擾影響的范圍也將越來越大，對地磁臺站的觀測也會產生更多的干擾；同時，新建線路的路徑選擇也將不可避免的受到地磁觀測臺站防護距離的限制。如何協調兩者之間的關系，找出更合適的防護距離和干擾的解決辦法，是目前亟待解決的現實問題。

目前，國內外對直流線路和地磁之間的關系，研究最多還是在由于地磁改變產生的直流電流對電網的影響方面，而對直流線路干擾地磁臺站觀測的研究很少。原能源部電力科學研究院在1989年針對交流線路對核子旋進式磁力儀的影響進行了室內外試驗和實測，主要研究了線路鐵塔和線路工作電流中的各次諧波電流對電磁臺站的影響。分析發現由鐵塔引起的磁場隨測點距離的增大，其衰減速度非常快，如距試驗線路250m外，有無鐵塔的磁場總強度差值只有0.5nT，因此主要影響地磁臺站的是交流線路工作電流中的各次諧波電流。由于該項目進行的時間尚早，國家還未大規模建設直流線路，因此項目中并未涉及直流輸電線路對地磁臺站的影響。江蘇省南京地磁臺也曾探討了葛-上直流輸電線路對地磁觀測的影響，并假定整條輸電線路為一條長直載流導線，利用畢奧薩伐爾定理分析直流線路對地磁影響的機理。這種將整條線路等效為一條長直導線的方法，沒有考慮地球曲率半徑和海波，也沒有考慮實際輸電線路存在大量拐角等問題，推導出的計算模型顯然過于粗糙。

發明內容

本發明建立直流輸電線路和地磁觀測臺站數據庫，根據考慮大地曲率半徑和線路拐角的極導線電流磁場模型，而提供一種直流輸電線路對地磁觀測干擾聯網校正的方法，該方法可根據獲取的直流線路不平衡電流和地磁實測數據，自動對受干擾的地磁實測數據進行校正。

為了實現上述目的，本發明所采用的方法是：

一種直流輸電線路對地磁觀測干擾聯網校正的方法，收集直流輸電線路和地磁臺站相關信息，建立直流輸電線路和地磁臺站的ACCESS數據庫；通過VB編程軟件，根據直流輸電線路空間三維磁場計算模型，從數據庫中獲取計算所需數據，計算線路不平衡電流值所對應的磁場大小；設置線路不平衡電流和地磁Z分量觀測數據輸入接口，根據電磁磁場和地磁觀測磁場之間矢量疊加關系，對地磁Z分量觀測值進行修正，

其具體步驟是：

第一步驟：輸入直流輸電線路各桿塔的經緯度坐標、海拔坐標和導線對地平均高度，采用ACCESS建立直流線路信息數據庫；

第二步驟：獲取地磁臺站觀測儀器經緯度坐標、海拔坐標和儀器探頭對地高度(考慮正負)，采用ACCESS建立地磁觀測臺站信息數據庫；

第三步驟：采用VB編程，設置線路不平衡電流和地磁Z分量觀測數據輸入接口，根據地磁儀器采樣率，按秒或按分獲取不平衡電流和地磁實時測量數據；

第四步驟：根據直流輸電線路空間三維磁場計算模型，計算實時線路不平衡電流產生的磁場，并將電流磁場投影到地磁Z分量矢量方法，得到直流輸電線路對地磁Z分量觀測干擾值；

第五步驟：將實時觀測的地磁Z分量數據減去電流磁場在該矢量方向的投影值，得到實際未受干擾的地磁觀測數據，從而實現對地磁觀測值的校正。

本發明主要包括三大功能：

1)直流輸電線路與地磁臺站數據庫管理。采用Access數據庫開發軟件，建立輸電線路和地磁臺站的數據表格，完成輸電線路各桿塔和地磁臺站的經緯度和海拔坐標及其他數據管理，如線路極導線的對地平均高度，地磁觀測儀器對地高度等。由于線路桿塔數量眾多，要輸入的數據量大，因此要求系統可對數據實現人工鍵盤輸入和excel數據表格導入功能。