[发明专利]针对地基系统的地磁感应电流确定方法及装置

说明书

本申请涉及一种针对地基系统的地磁感应电流确定方法及装置。所述方法包括：获取目标区域内的大地电性构造数据及磁场数据，目标区域为目标地基系统所在的区域，目标地基系统为电力系统、管道系统及铁路系统中的任一项；基于大地电性构造数据及磁场数据，确定目标区域内的地电场分布数据；根据地电场分布数据及目标地基系统的等效电路模型，确定目标地基系统的地磁感应电流。采用本方法能够提高地磁感应电流确定方法的通用性。

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种针对地基系统的地磁感应电流确定方法及装置。

背景技术

磁暴发生时，将会在接地的导体系统中产生地磁感应电流(Geomagneticalinduced current，简称为GIC)。GIC通过中性点流入变压器，会使变压器半波饱和，导致过热、谐波增加和无功损耗增多，可能出现系统电压失稳甚至崩溃的严重后果。GIC流入油气管道系统，会干扰管道测量及防腐措施，缩短系统寿命，甚至导致泄漏和爆炸。对于铁路系统，尤其是高速电气化铁路系统，牵引网、轨道电路和机车系统中都存在GIC流通路径，因此GIC流入铁路系统将会威胁铁路的行车安全。随着人们的社会生活越来越依赖于关键的基础设施，对空间天气威胁的认识也在逐渐增加。GIC作为评估空间天气威胁的重要指标，受到了国内外诸多学者的关注。

现有的地磁感应电流确定方法通常仅对某一类导体系统进行针对性的GIC评估，导致在不同系统上需要建立不同的GIC计算模型，模型的通用性较差。因此，目前亟需一种针对所有地基系统的通用GIC计算方法。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种针对地基系统的地磁感应电流确定方法及装置。

第一方面，本申请提供了一种针对地基系统的地磁感应电流确定方法。所述方法包括：

获取目标区域内的大地电性构造数据及磁场数据，所述目标区域为目标地基系统所在的区域，所述目标地基系统为电力系统、管道系统及铁路系统中的任一项；

基于所述大地电性构造数据及所述磁场数据，确定所述目标区域内的地电场分布数据；

根据所述地电场分布数据及所述目标地基系统的等效电路模型，确定所述目标地基系统的地磁感应电流。

在其中一个实施例中，所述根据所述地电场分布数据及所述目标地基系统的等效电路模型，确定所述目标地基系统的地磁感应电流包括：

获取所述目标地基系统的系统特性；

在所述目标地基系统为集总参数系统的情况下，获取所述目标地基系统的第一等效电路模型，并基于所述地电场分布数据及所述目标地基系统的所述第一等效电路模型，确定所述目标地基系统变压器中性点的地磁感应电流；或者，

在所述目标地基系统为分布参数系统的情况下，获取所述目标地基系统的接地导体中，各导体单元的第二等效电路模型，并基于所述地电场分布数据及所述目标地基系统的所述第二等效电路模型，确定所述目标地基系统沿所述接地导体的地磁感应电流。

在其中一个实施例中，所述基于所述地电场分布数据及所述目标地基系统的所述第一等效电路模型，确定所述目标地基系统变压器中性点的地磁感应电流，包括：

根据所述第一等效电路模型中与各节点连接的支路的导纳，及各所述节点之间的线路导纳，构建所述目标地基系统的第一导纳矩阵；

根据各所述节点之间的线路导纳及所述地电场分布数据，确定所述目标地基系统的第一电流源向量；

根据所述第一导纳矩阵及所述第一电流源向量，确定所述目标地基系统的第一电压向量；

针对任一所述变压器中性点，根据所述第一电压向量中所述变压器中性点对应的电压，及与所述变压器中性点连接的支路的导纳，确定所述变压器中性点的所述地磁感应电流。