[发明专利]直流输电线路对地磁观测干扰联网校正的方法

说明书

技术领域

本发明属于高压输变电工程电磁兼容和地球地磁场监测交叉领域，具体地讲是一种精确求解具体直流输电线路对具体地磁观测台站干扰水平，并对受干扰的地磁观测数据进行校正的方法。

背景技术

我国处于地震活动多发区域，遍布各地的地震地磁监测台承担着预报和监测地震活动的重要任务，通过观察地磁场变化来监视地质活动。正常运行状态下的直流输电线路所产生的直流磁场与地磁场信号不易分辨，但如果改变输送电流，在双极运行和单极运行间切换，或者线路正常运行出现故障，则可能引发沿线近万平方公里内的直流磁场水平的突变。向家坝-上海±800kV特高压直流输电工程已开工建设，未来规划中还有多条特高压直流输电线路，将在我国西电东送、南北互供的跨大区电网互联中发挥重要的作用。随着国民经济的发展，国家电网将建设越来越多的特高压直线线路，电磁干扰影响的范围也将越来越大，对地磁台站的观测也会产生更多的干扰；同时，新建线路的路径选择也将不可避免的受到地磁观测台站防护距离的限制。如何协调两者之间的关系，找出更合适的防护距离和干扰的解决办法，是目前亟待解决的现实问题。

目前，国内外对直流线路和地磁之间的关系，研究最多还是在由于地磁改变产生的直流电流对电网的影响方面，而对直流线路干扰地磁台站观测的研究很少。原能源部电力科学研究院在1989年针对交流线路对核子旋进式磁力仪的影响进行了室内外试验和实测，主要研究了线路铁塔和线路工作电流中的各次谐波电流对电磁台站的影响。分析发现由铁塔引起的磁场随测点距离的增大，其衰减速度非常快，如距试验线路250m外，有无铁塔的磁场总强度差值只有0.5nT，因此主要影响地磁台站的是交流线路工作电流中的各次谐波电流。由于该项目进行的时间尚早，国家还未大规模建设直流线路，因此项目中并未涉及直流输电线路对地磁台站的影响。江苏省南京地磁台也曾探讨了葛-上直流输电线路对地磁观测的影响，并假定整条输电线路为一条长直载流导线，利用毕奥萨伐尔定理分析直流线路对地磁影响的机理。这种将整条线路等效为一条长直导线的方法，没有考虑地球曲率半径和海波，也没有考虑实际输电线路存在大量拐角等问题，推导出的计算模型显然过于粗糙。

发明内容

本发明建立直流输电线路和地磁观测台站数据库，根据考虑大地曲率半径和线路拐角的极导线电流磁场模型，而提供一种直流输电线路对地磁观测干扰联网校正的方法，该方法可根据获取的直流线路不平衡电流和地磁实测数据，自动对受干扰的地磁实测数据进行校正。

为了实现上述目的，本发明所采用的方法是：

一种直流输电线路对地磁观测干扰联网校正的方法，收集直流输电线路和地磁台站相关信息，建立直流输电线路和地磁台站的ACCESS数据库；通过VB编程软件，根据直流输电线路空间三维磁场计算模型，从数据库中获取计算所需数据，计算线路不平衡电流值所对应的磁场大小；设置线路不平衡电流和地磁Z分量观测数据输入接口，根据电磁磁场和地磁观测磁场之间矢量叠加关系，对地磁Z分量观测值进行修正，

其具体步骤是：

第一步骤：输入直流输电线路各杆塔的经纬度坐标、海拔坐标和导线对地平均高度，采用ACCESS建立直流线路信息数据库；

第二步骤：获取地磁台站观测仪器经纬度坐标、海拔坐标和仪器探头对地高度(考虑正负)，采用ACCESS建立地磁观测台站信息数据库；

第三步骤：采用VB编程，设置线路不平衡电流和地磁Z分量观测数据输入接口，根据地磁仪器采样率，按秒或按分获取不平衡电流和地磁实时测量数据；

第四步骤：根据直流输电线路空间三维磁场计算模型，计算实时线路不平衡电流产生的磁场，并将电流磁场投影到地磁Z分量矢量方法，得到直流输电线路对地磁Z分量观测干扰值；

第五步骤：将实时观测的地磁Z分量数据减去电流磁场在该矢量方向的投影值，得到实际未受干扰的地磁观测数据，从而实现对地磁观测值的校正。

本发明主要包括三大功能：

1)直流输电线路与地磁台站数据库管理。采用Access数据库开发软件，建立输电线路和地磁台站的数据表格，完成输电线路各杆塔和地磁台站的经纬度和海拔坐标及其他数据管理，如线路极导线的对地平均高度，地磁观测仪器对地高度等。由于线路杆塔数量众多，要输入的数据量大，因此要求系统可对数据实现人工键盘输入和excel数据表格导入功能。