灾害空间天气对我国电网安全的影响及风险

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1、灾害空问天气对我国电网安全的影响及风险刘连光(华北电力大学电气工程学院，北京102206)[摘要】通过对第23太阳周几次磁暴期间广东岭澳500kV电网的地磁感应电流(GIC)实测数据，2010年西北陕、甘、青、宁750kV电网GIC的计算结果，以及500～1oookV电网结构特点和1859年超级磁暴强度的分析，阐述了极端空间天气对我国未来特高压、大规模电网安全的可能影响，提出了应对极端空间天气的研究建议。[关键词]空间天气；磁暴；GIC；特高压；电网安全[中图分类号]TM72[文献标识码]A[文章编号]1009—1742(2010)0

2、9—0029—05经对电网主要设备(变压器)的正常运行造成一定1前言影响，导致了一些事件的发生。如有更大的超级2009年3月，美国国家科学院发布特别报告予磁暴发生时，还会造成更大的破坏，笔者通过对电网以警告¨，新的太阳活动峰年将到来，强烈太阳风GIC实测、计算数据和电网结构等问题的分析，阐述暴将对地球及人类造成很大影响，其破坏力将远远了极端空间天气对我国未来电网安全可能的影响。超过“卡特里娜”飓风，并将中国列为被警告的国家2500kV电网影响实测之一。特别报告顾问、电力专家约翰一卡平曼表示：“这种灾难与我们通常想像的灾难完全相反，通常

3、在第23太阳周峰年，获得了7次磁暴时广东岭是欠发达地区容易受到攻击，在这种灾难中，越发达澳核电站(22．0N，114．6。E)变压器的GIC实测数的地区越容易受到攻击”。由于现代社会对电力的据j。其中，岭澳核电站1#变压器中性点实测GIC过分依赖，发生大面积的停电事故，无疑会造成人们的峰值如表1所示。表中磁暴相关的数据来自中国生产、生活秩序的严重混乱，带来巨额经济损失和严地震局地球物理研究所的《磁暴报告》，GIC峰值是重社会影响，因此科学界和公众对美国科学家的警监测装置秒数据的统计结果。其中，2004年11月7告都十分关注。日和11月

4、9日磁暴引发的GIC最大，峰值分别为在加拿大魁北克大停电_2后20年中，人们采取47．2A和75．5A。直观现象是导致了变压器的强了一些措施以减缓电网GIC的影响。但2003年10烈振动和严重噪声，开始由于人们不了解振动、噪声月，强磁暴仍导致瑞典马尔默停电和烧毁南非15台产生原因，误认为是广东电网直流输电调试所造成400kV大型变压器事件的发生。2003年前后的影响，引发了广东核电集团与广东电网集团间的几年，我国江苏J、浙江J、广东等地的电网都有纠纷遭受侵袭的报道，虽然没有引发严重的大停电，但已【收稿日期]2009—09—04[基金项

5、目】国家自然科学基金项目(50477039和50677020)；国家“八六三”计划项目(2007AA04ZA25)[作者简介]刘连光(1954一)，男，吉林汪清县人，华北电力大学教授，博士生导师，主要从事电力系统安全运行与灾害防治方面的研究工作；E—mail：llguang@cj．net．cn2010年第12卷第9期29表12004—2005年几次磁暴发生时广东岭澳核电站变压器中性点的GIC(实测值)Table1MeasuredGICoftransformerneutralsinLing’aonuclearpowerplantduri

6、ngmagneticstormsin2004_——2005对岭澳核电站GIC数据和广东肇庆地磁台地23：59(uT)时段的数据，得到的21座变电站变压器磁分量数据，及2006年11月江苏上河变电站GIC中性点的GIC计算结果如表2所示。各变电站变压数据进行研究表明，电网GIC的大小决定地磁场水器的GIC为所接线路GIC的代数和，对电网安全的平分量的变化率、电网结构和输电线路的大地电性影响取决于变压器GIC的大小，对46段输电线路的构造，地理纬度的影响不明显。广东岭澳核电站纬GIC文中没有列出。度(22．6oN，114．6oE)比江苏上

7、河变电站低(33．4。表22010年西北750kV变电站变N，119．2。E)，但2006年11月岭澳核电站GIC(峰压器中性点的GIC(计算值)Table2CalculatedGICintransformerneutralsof值16．6A)比上河变电站(峰值l3A)大，可能与岭eachsubstationsin2010NorthwestChina澳核电站存在海岸效应和上河变电站上游安装串补750kVplanningpowergrid装置有关。除广东电网和江苏电网外，我国浙江、广西等地电网也都有受侵袭报道。尤其是第23太阳周高峰期的

8、几年，对发生的变压器振动、噪声现象有很多记载I6]。由于GIC是随着电网规模增大出现的新问题，人们普遍对空间天气问题了解很少，因此很多地方使问题复杂化并造成了一定的损失。例如，怀疑变压器振动、噪声是质量问题向制造厂商索赔