[發(fā)明專利]基于區(qū)塊大地電性結(jié)構(gòu)的地磁擾動地電場計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110332008.8
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113128003B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡錦根;朱貴池;沈正元;姚暉;劉文琳;田碩;張健;李晨;樓漢寧;劉勛;王生祺;羅杰;龔凌云;朱翔宇;葉承華;陳文強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司檢修分公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司;北京天和本安電力科技有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06T17/00;G01R29/12;G06F111/02;G06F113/04
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)與地球物理學(xué)交叉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于區(qū)塊大地電性結(jié)構(gòu)的地磁擾動地電場計算方法，包括：S1、建立區(qū)塊大地三維電性結(jié)構(gòu)模型；S2、基于麥克斯韋方程的地電場算法；S3、計算地磁暴GMD的地電場分量量值；S4、確定地磁暴GMD的地電場分量的最大值及方向；本發(fā)明所述方法提出對省級電網(wǎng)按地市級的轄區(qū)對大地進(jìn)行分塊，按地市級轄區(qū)建立大地的三維電性結(jié)構(gòu)模型，計算地磁暴GMD的地電場，進(jìn)而計算各地區(qū)電網(wǎng)的GIC，以提高地磁暴GMD的地電場和電網(wǎng)的GIC的計算精度和計算速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)與地球物理學(xué)交叉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于區(qū)塊大地電性結(jié)構(gòu)的地磁擾動地電場計算方法，特別是涉及地磁暴的地磁擾動(geomagneticdisturbance，GMD)對交流電網(wǎng)影響的地電場計算方法。

背景技術(shù)

本發(fā)明所述的地磁暴是指太陽磁場劇烈活動所引起的地磁暴。地磁暴的GMD在地面感應(yīng)電場，電場在電網(wǎng)中產(chǎn)生的地磁暴感應(yīng)電流(geomagnetically induced current，GIC)影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。準(zhǔn)確計算地電場是計算GIC，進(jìn)而評估GIC對電網(wǎng)安穩(wěn)的影響以及災(zāi)害防治的基礎(chǔ)。以往的基于大面積的地磁暴地電場算法，計算工作量大和計算時間長，只適用于電網(wǎng)GIC的離線分析，不適合電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度中的GIC事故處理的在線分析，影響電網(wǎng)GIC事故處理的速度。

對于GMD地電場的算法，目前的基于平面波理論的算法，認(rèn)為整個研究區(qū)域或某塊區(qū)域的地電場是相同的，算法沒有充分考慮所研究的大面積區(qū)域或某塊區(qū)域大地電性構(gòu)造上的差異，因此會影響電網(wǎng)GIC計算結(jié)果的準(zhǔn)確性；另外，采用有限元法計算大面積的地磁暴地電場，對自適應(yīng)剖分的網(wǎng)格數(shù)量多，計算工作量大和計算時間長。隨著電網(wǎng)規(guī)模增大，本發(fā)明提出對大面積區(qū)域按地區(qū)分塊計算地磁暴地電場，提高地電場和GIC的計算精度和速度。

發(fā)明內(nèi)容

隨著電網(wǎng)規(guī)模日益增大，大電網(wǎng)中的GIC分布也越來越復(fù)雜，提高地磁暴地電場的計算精度和計算速度，對電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度中的GIC在線分析及GIC事故處理的意義重大。

本發(fā)明提出對省級電網(wǎng)按地市級的轄區(qū)對大地進(jìn)行分塊，按地市級轄區(qū)建立大地的三維電性結(jié)構(gòu)模型(又稱為：三維大地電阻率模型、大地三維電性結(jié)構(gòu)模型或三維大地電性結(jié)構(gòu)模型)，計算GMD地電場，具體技術(shù)方案如下：

一種基于區(qū)塊大地電性結(jié)構(gòu)的地磁擾動地電場計算方法，包括以下步驟：

S1、建立區(qū)塊大地三維電性結(jié)構(gòu)模型：

收集歷史大地電磁測深數(shù)據(jù)資料，獲得視電阻率原始數(shù)據(jù)，按地市級的轄區(qū)分區(qū)塊，建立區(qū)塊大地三維電性結(jié)構(gòu)模型；

S2、基于麥克斯韋方程的地電場算法：

對給定地磁暴GMD，根據(jù)大地的介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ₀＝4π·10^-7H/m，基于麥克斯韋方程和平面波法計算地磁暴GMD的地電場；

S3、計算地磁暴GMD的地電場分量量值：

地磁暴GMD的強(qiáng)度和方向都隨時間變化，根據(jù)步驟S1的模型和步驟S2的算法，以及地磁暴GMD強(qiáng)度和方向的變化，計算地磁暴GMD的地電場分量量值；

S4、確定地磁暴GMD的地電場分量的最大值及方向：

電網(wǎng)的GIC與作用在輸電線路上的地磁暴GMD的地電場分量量值及方向有關(guān)，根據(jù)步驟S3的地磁暴GMD的地電場分量，分析獲得地磁暴GMD的地電場分量的最大值及方向。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S1的具體步驟為：