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空间中心科研人员首次成功模拟低纬度高压电网中磁暴急始引发的GIC

文章来源: | 发布时间:2015-11-16 | 【打印】【关闭】

  高压输电网中的地磁感应电流(Geomagnetically induced currents, 简称GIC)是空间天气危害现代技术系统的最主要的表现之一,是太阳风-磁层-电离层-地球,这个空间天气反应链的最末端一环。GIC会引起变压器过热,励磁和无功损耗增加,威胁电网的安全运行,严重时甚至引起变压器损毁和电网瘫痪,造成巨大的经济和社会损失。一般认为,高纬地区由于地磁扰动剧烈,电网受GIC侵害的风险较高。但近些年来随着科学技术的发展,电网规模的日益增加,中低纬度地区电网受到GIC骚扰的报道也在增多。对这些地区电网发生的GIC进行监测和预测也变得非常必要。 

  日前,中科院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室的张佼佼和王赤等人研究报道了2015317日大磁暴期间我国两个低纬度500kV变电站观测到的GIC的情况。他们发现在此次磁暴期间,SSC(磁暴急始)引发的GIC强度要比磁暴主相时的GIC还要强很多。分析发现,这个现象更容易发生在低纬度地区,这说明了SSC在引发低纬度电网GIC中的重要性。他们利用全球MHD模型对该SSC事件中我国两个高压变电站中的GIC进行了模拟,结果表明模拟结果与观测结果非常吻合,说明MHD模型可以用来预测此类GIC事件。另外,该研究还显示在SSC期间,东西向的感应电场在低纬度地区占主导地位;而且,电网的拓扑结构和电性参数会大大的影响GIC水平。 

  该研究结果强调了SSC在引起低纬度电网中GIC的重要性,提供了预测行星际激波引起的低纬度地区电网中GIC的方法,具有非常重要的科学意义和应用价值,该研究工作已发表在美国地球物理学会(American Geophysical Union, AGU)的学术期刊《Space Weather》上。 

  引用: Zhang, J. J., C. Wang, T. R. Sun, C. M. Liu, and K. R. Wang (2015), GIC due to storm sudden commencement in low-latitude high-voltage power network in China: Observation and simulation, Space Weather, doi:10.1002/2015SW001263. 

  原文链接: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015SW001263/abstract 

  (供稿:天气室) 

12015317日大磁暴期间,我国两个低纬度高压变电站观测到的GIC情况

 

  2. 双龙500 kV变电站的模拟(红线)和观测(黑线)结果的比较