太阳磁暴对我国特高压电网的灾害分析与预防
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【摘要】太阳在进行表面活动的时候，尤其是太阳黑子极大期的时候，太阳表层闪焰的爆发次数也相对频繁，这时，太阳表层就会辐射出紫外线、电子束以及能量巨大的质子，在这其中带电的质子与电子所产生的电流就会对地球磁场产生影响。太阳磁暴不仅仅会对地上的通讯设备以及航空器材造成威胁，同时还有可能使我国特高压电网瞬间中断。本文就太阳磁暴对国内特高电网的危害展开了分析与讨论，并且有针对性的对太阳磁暴所造成的危害，提出了一些预防措施。
【关键词】电力；特高电网；太阳磁暴；危害；预防措施
一、前言
由于太阳表面的一些活动，高温与氢气粘合尘埃、气体碰撞以及高温，在挨着太阳表层发生冲击，从而产生巨大的能量，对地球造成影响。太阳磁暴是一种非常常见的太阳活动现象，有大有小，轻微的太阳磁暴基本不会对人类的正常社会活动产生任何影响。但是稍强的太阳磁暴就有可能会对地球的通讯信号，航空器等等造成影响。严重的太阳磁暴就会对特高电网造成危害，由于太阳质子与电子的碰撞融合产生的高电压，瞬间产生的高压电，就会使得电网中断。目前情况看来，我国社会经济活动与电力密不可分，一旦电网陷入了瘫痪，将会给我国造成巨大的经济损失。另一方面强烈的太阳风暴也会引起人们生活的不便，引发社会恐慌，而且导致人类容易患上皮肤癌，会造成社会的不稳定。对此，人们在经历一系列太阳磁暴后，也采取了一些预防措施。本文对地磁感应电流（GIC）、电网结构等问题展开了探讨与分析，并且就太阳磁暴对我国特高压电网的影响，有针对性提出了相应的解决策略。
二、地磁感应电流（GIC）数据分析
通常情况下太阳磁暴对于磁纬相对较高的区域有较大影响，虽然我国大多地区属于中低磁纬，但是也频频有磁暴侵袭事件发生。太阳磁暴对于不发达地区影响不大，越发达地区影响越大，在我国，因为经济发展不均衡，沿海地区相对较为发达，需要设立一千千伏的特高压电网，借此来满足沿海地区的用电需要，但是特高压电网极其容易受到地磁感应电流（GIC）的影响，对此，电网GIC研究十分有必要。
通过前些年几次大规模的一些太阳磁暴1图11研究表明，在2004一年当中曾经发生过两次强磁暴，在2005年当中发生过三次强磁暴，在这当中出现的最大峰值高达75.5A。所以，我们通过直流电对变压器中性点直流电12A到13A，不难看出，太阳磁暴对我国特高电网瞬间所造成的影响远远高于直流输电的影响，这GIC对电网造成影响的这段时期内，变压器会发生震动、噪音也明显增大。
2004年与2005年之间的五次太阳磁暴入侵时间当中的地磁感应电流（GIC）K这个单位常常指的是太阳磁暴强度，一般说来，等于或者是小于5K的就是弱磁暴又或者是小磁暴，6K到7K之间的为中磁暴，大于8K的为大磁暴又或者是强磁暴。但是从图1我们不难看出，GIC的幅度不仅仅是看磁暴的强度，比如2004年11月9日T18：30的这次磁暴，GIC的峰值/A就达到了75.5，但是其指数却为8。
三、太阳磁暴对当下我国特高压电网
针对太阳磁暴分析研究，太阳磁暴会对我国特高电网造成什么样的危害，是不是会发生类似1859年的卡林顿事件那样的情况。从目前发展看来，我们经济的发展还是主要偏向于沿海地区，资源分布也不是很均衡，中西部的资源需要大范围的进行优化分配，针对这种情况，特高压电网存在的具有必要性，在我国特高压电网的发展规划当中，需要经由大规模、远距离的供电传输，这样才能够将全国资源进行大范围的优化配置，由此来满足中西部的需要，实现经济平衡发展，但是就当下形式看来，我国的特高压电网的分布主要还是集中在偏东地区，较为靠近沿海，这样当发生太阳磁暴，特别是强磁暴的时候，可能会对东部地区造成较大的影响，引起比较大的GIC。和五百千伏的电网相比，一千千伏的特高压电网通常都具有八分裂导线，其电阻最大为五百千伏电网的一半，所以特高压电的变压器地磁感应电流可以达到150A，如果将拐点效应考虑在内，那么有极个别个特高压电站的GIC就极有可能会达到200A以上。一千千伏的特高压电，其变压器铁芯非常容易饱和，电网的地磁感应电流将会经由自耦变进到低电压系统。对此，特高压电网对于太阳磁暴的GIC抵抗防御能力十分薄弱。如果我国也遇上了1895年的卡林顿那样的太阳磁暴事件，那么极有可能对我国特高压电网造成毁灭性的打击，使得发达地区的电网陷入瘫痪，因为电力是当前我国非常重要的一种能源，在各行各业使用都非常广泛，所以这将会给社会带来巨大的经济损失。另一方面，由于电力不能正常供应甚至会影响到人民的正常生活，给社会带来不安定因素，使得人民群众恐慌。所以加强太阳磁暴对我国特高压电网的灾害分析，并且有针对性对其进行预防，十分的有必要。
四、特高压电太阳磁暴的预防措施
太阳磁暴对特高压电网影响十分的巨大，我们应该采取必要的防范措施，要做好事前预防，稍有不慎就可能导致电网风险的产生，比如：磁暴所造成的美国魁北克大规模停电，损失经济高达数十亿美金。想要降低太阳磁暴对于特高压电网的影响，就必须加强电网设备建设，对电网结构进行优化，对于变电中性点务必要加上隔离装置，增加投入，扩大规模。电磁与直流输电的所造成的范围不一样，直流输电仅仅是对极个别电压器产生影响，然而太阳磁暴的影响范围是全球性的，让世界的电网都会所其影响。除此之外，因为特高压电网规模相对较大，其电压等级也十分的高，所以必须要加强其建设力度，开发先进的科学防范技术。
根据调查研究显示：中低纬度区域的地磁变化不强，所以其产生的地面电场也相对较小，则GIC受到运输电路距离、电气参数以及电网拓扑结构等因素影响稍微大一些。所以想要做好太阳磁暴对于特高压电的预防，就必须要在特高压电网规划设计过程当中就对GIC水平有详细的评估，在对其设施建设上面，应该考虑到GIC所产生的影响，加强设备的隔离装置，比如在特高压电网设计过程中变压器隔离装置的安装就必须引起重视，并且有针对性的对特高压电网的GIC耐受力进行提高，争取以最少的投入最大化的减少太阳磁暴对于我国特高压电网的危害。
参考文献
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