高压直流输电对地磁观测的干扰现状

随着经济的发展,城市化进程的加速,我国地磁观测受到的干扰日趋严重,近年来兴建的高压直流输电工程对地磁观测的影响尤其突出.笔者调研我国目前及将来高压直流输电工程的分布和影响范围,初步分析了高压直流输电对地磁观测的干扰原理和典型的干扰曲线形态,为地磁数据预处理和利用提供一定的参考.     

地磁时变观测数据中高压直流输电干扰事件多尺度表示及识别方法

高效准确地识别地磁时变观测数据中受高压直流输电干扰的波形对于提高地磁时变观测数据质量具有重要意义.然而, 由于高压直流输电干扰事件持续时间长短不一、干扰程度变化多样, 给识别任务带来巨大困难.为了能自动识别长短不同的高压直流输电干扰事件, 本文提出一种高压输电干扰事件的多尺度表示及识别方法: 利用小波技术具有多尺度的特性, 卷积神经网络具有自动特征提取的特性, 将二者结合, 设计了一个多输入卷积神经网络模型来识别地磁中的高压直流输电干扰事件.首先使用离散小波技术将地磁时变观测样本进行多尺度分解, 得到原始样本的多尺度表示, 再将分解后的多尺度地磁时变观测样本分别输入到含有多个输入分支的卷积神经网络中, 每个分支分别自动提取不同尺度的特征, 然后将多个尺度的特征融合, 并加入注意力机制来自适应计算每个尺度特征的权重, 对多尺度特征进行加权处理, 再采用全连接层和SoftMax层进行分类, 本文将该模型命名为CBAM-MCNN.在中国地震前兆台网中心提供的高压直流输电干扰样本上进行试验, 并将本文所提出模型的识别效果与现有的全卷积网络、残差神经网络、多输入卷积神经网络、IICM-HVDCT-CNN-LSTM进行了对比, 在5271条测试样本集上, 本文所提出的CBAM-MCNN模型识别准确率达到了97.14%, F₁值达到了97.12%, 远远高于其他4种对比模型.

     

浚县地震台地磁观测受高压直流输电干扰的分析

随着宁夏至山东电网高压线路的投入运行,对河南浚县地震台的地磁观测（FHD-2质子矢量磁力仪）造成了一定的干扰。分析了高压直流输电干扰的动态特征,介绍了干扰的预处理方法。     

宁东—山东高压直流输电系统对河北地磁观测干扰的分析

宁东至山东±660 k V直流输电工程投入运行后,对河北省很多地磁台站观测造成不同程度的干扰。基于河北省地磁台站观测数据,分析高压直流干扰的动态变化特征,提出具体干扰的判定原则,为高压直流输电干扰影响地磁观测提供一些改善建议与措施。     

高压直流输电对陕西地磁观测的影响

全国范围内越来越多的高压直流输电工程投入运行,其中5条线路运行对陕西地磁观测造成一定干扰。统计2014年1月-2018年6月陕西地磁观测受高压直流输电影响情况,分析各地磁观测台受高压直流输电线路影响的特征,提出判别直流输电干扰线路的方法和应对高压直流输电干扰的建议。     

高压直流输电对青海地区地磁观测的影响

青海地磁观测资料受4条高压直流输电线路干扰,分别为海驻线、哈郑线、昌宣线、酒湖线。采用多台数据对比的方法,通过对2019～2021年青海地区9个地磁观测资料受高压直流输电线路影响的现状及变化特征进行了分析。结果表明：哈郑线出现干扰最多,海驻线最少,干扰形态为变形的方波;高压直流输电干扰对影响范围内的台站干扰具有同步性,变化方向满足右手螺旋定则,其中Z分量变化幅度最大,干扰幅度随台站离干扰线路的变远而减弱。通过对不同高压直流输电干扰事件的综合分析,给出了判别高压直流输电线路的干扰方法以及处理方法,为今后日常预处理地磁数据以及分析提供了依据。     

高压直流输电对湖北省地磁观测的影响

本文研究2017—2022年湖北省地磁观测受高压直流输电干扰的情况,发现目前有14条线路造成干扰,干扰集中在新线路投运初期,年均受干扰天数约105天。此外,探讨了高压直流输电线路的发展特点和湖北地磁台站布局的合理性,归纳了缓变的4种基本形态,明确了各种干扰形式的处理思路和步骤,发现同一线路对不同台站的干扰幅度,以及对同一台站地磁Z、F分量干扰幅度均线性相关。研究结论有助于提高地磁高压直流干扰数据处理的精度和效率,为进一步开发自动化处理算法积累了理论基础。     

高压直流输电对泾县地震台地磁观测干扰分析

高压直流输电线路对地磁观测的干扰幅度大,随意性大.泾县地震台地磁观测目前受到附近穿行的多条高压直流输电影响,且无法避免.通过对泾县地震台观测资料分析,就高压直流输电对地磁观测的干扰原理和一些识别的方法有一定认识,并掌握有效剔除方法.     

高压直流输电干扰对青海地磁观测数据的影响特征

<正>1研究背景可靠连续的观测数据是开展地震电磁前兆研究的基础,但是随着国民经济的快速发展,电磁观测数据所受干扰日益严重,高压直流输电干扰是目前较为突出的干扰之一。自1999年我国第一条高压直流输电线路—葛州坝至上海高压直流输电线建设至今,已建成28条超高压和特高压线路,整体线路分布呈现出东密西疏的特点,额定电流从1 200 A演化至5 000 A,额定电压从500 kV提升至800 kV,甚至达1 100 kV。高压直流输电在工程调试和故障阶段会产生不平衡电流,该电流在高直输电线路两侧产生叠加磁场,     

高压直流输电对地磁观测影响的特征分析

越来越多的高压直流(HVDC)输电工程在全国范围内投入运行,对地磁观测造成了较大.范围的干扰,这种干扰需要观测员进行数据预处理,以便产出可靠的地磁观测资料。本文通过对HVDC运行的故障特性、地磁台站与高压直流线路的相对位置以及对地磁观测资料造成的干扰形态进行分析,指出了HVDC对地磁观测造成的4个干扰特性,为识别、判定这种干扰提供了依据。     

高压直流输电线对甘肃地磁观测的影响分析及应对措施

随着国家电网建设规模的不断扩大,越来越多的高压直流输电工程陆续投入使用,对线路两侧的地磁观测资料造成了不可避免的影响。目前有5条高压直流输电线路对甘肃地磁台站的观测造成一定程度的干扰。通过单台及多台观测资料对比的方法,识别高压直流输电线对地磁观测资料的影响,研究干扰特征,对正确预处理观测资料有重要的意义。结果表明:①高压直流输电对地磁Z分量影响明显,D、H分量不明显;②对地磁观测影响产生的形态主要表现为方波型、缓变型、梯形型、复合型等。通过总结高压直流输电对地磁观测资料影响特征及形态,有助于正确预处理观测资料及为今后实现计算机自动化处理提供依据。     

地磁H、D分量受高压直流输电干扰形态分析

利用全国地磁台站地磁秒数据干扰资料,统计了27条高压直流输电对地磁观测H、D分量造成的干扰情况,研究高压直流输电对地磁观测H、D分量的影响特点,根据统计结果得到了地磁观测H、D分量受高压直流输电影响的多种干扰形态,并对各类形态产生的原因进行了分析,对H、D分量受高压直流干扰形态有了更清晰的认识。     

山东地磁台网受宁东高压直流输电干扰预处理质量分析

为进一步提高山东地磁台网受高压直流输电干扰的预处理质量,通过中国地震前兆数据处理系统中相对差值检测和预处理检测功能,对山东地磁台网多年来受宁东高压直流输电干扰预处理情况进行了总结分析。结果表明,经过数据预处理,宁东高压直流输电干扰基本被去除,但仍然存在高压直流输电干扰误判、起止时间错判、干扰幅度计量不精确等问题。针对上述问题,对数据进行复核和校对,应用"缓变台阶"功能重新处理,并加强对H、D分量干扰特征的研究。     

承德地球物理台网地磁观测环境干扰

近年来,承德地球物理台网观测数据受到高压直流输电和车辆等场地环境干扰。以承德和丰宁地震台FHD-2B质子矢量磁力仪观测数据为基础,从影响分量、多台站对比、查询方式等识别干扰源,分析2种影响因素的特点,结果显示:①高压直流输电主要影响垂直分量Z;车辆干扰时,磁偏角D、垂直分量Z、水平分量H均可能受到影响;②高压直流输电会影响沿线多个台站,且曲线畸变在时间上具有同步性;车辆干扰一般只影响附近单个台站;③高压直流输电影响可在国家地磁台网中心网站查询;车辆干扰可通过查看监控、询问门卫、每日巡查场地等方式核实。     

地磁台网高压直流输电判别处理系统设计

介绍地磁高压直流输电干扰自动判断处理系统的主要功能、架构设计和运行流程,并对其核心功能的实现过程进行描述。本系统为全国地磁观测人员处理高压直流输电干扰提供具体时间、幅度参考标准,有利于地磁预处理数据质量的提高。     

高压直流输电对地磁场观测的影响

2009年12月,甘肃天水、陕西乾陵等地磁台Z分量观测差值出现台阶式异常变化,同期陕西关中地区宝鸡、乾陵、周至等台站地电场观测也出现同步异常变化.经调查落实,确认此变化是由宝鸡—德阳±500kV直流输电工程试运行引起的.高压直流输电是近年来新出现的地磁观测中的一类干扰异常.根据对宝鸡—德阳高压直流输电线路邻近区域各地磁台站实际观测资料的分析,并结合安培定理和毕奥-萨伐尔定律计算了理想状态下高压直流输电对地磁观测的影响.结果表明,理论值与实际观测值基本相符,从而从机理上解释了高压直流输电对地磁观测影响的原因.由于计算时没有考虑不同地磁观测系统的差异和地下电性结构等因素的影响,因此计算方法有待进一步完善.     

高压直流输电干扰对江苏省地电场观测的影响

本文主要是对江苏省4个地电场台站2015—2019年地电场观测数据受全国高压直流输电线路干扰情况进行分析总结,重点分析锡泰线、晋南线、锦苏线和昌宣线等几条线路对其影响特点及数据干扰幅度,得到以下结论:(1)高压直流输电线路干扰对地电场观测数据的干扰是一个远场干扰源,表现为受同一高压直流输电线路干扰时,同一台站同一方向的长短极距观测数据变化幅度之比接近1。(2)各台站受高压直流线路干扰产生的数据变化形态、变化方向和变化幅度不尽相同,这与台站位置、高压线路换流站位置、接地极相对位置以及地下传播介质有关。该研究结果可以为地电场观测受高压直流输电线路的干扰判别提供参考,服务于地电场观测数据的应用。     

基于神经网络的地磁观测数据重构研究

在距离数据缺失台站一定范围内选取参考台作为输入,构建非线性BP神经网络并进行地磁观测数据重构研究.数据仿真结果显示,重构数据和原始记录数据吻合程度较高,重构残差较小,磁静日重构平均残差仅为0.11 nT,磁扰日平均重构残差为0.23 nT.重点对磁场活动最剧烈时段内的数据进行了短时重构,平均残差由0.4 nT降低到0.2 nT,重构效果得到较大改进.计算了原始数据与重构数据的功率谱密度,除部分高频信号外,二者变化特征基本相同,相关性高达1.0.从时域和频域验证了BP神经网络在地磁相对记录数据重构上的有效性,并将其运用于实际缺失数据重构,取得较好效果.

     

高压直流输电对山西南部地电场观测影响分析

为研究山西南部临汾、夏县地电场受高压直流输电的影响,分析地电场观测受干扰的变化形态与特征,结合高压直流输电干扰的机理,定量计算分析不同换流站接地极对同一台站的影响,以及同一换流站接地极对不同台站的影响。研究表明：(1)当地电场观测数据受高压直流输电线路干扰时,地电场会出现畸变,较典型形态为方波与两端尖峰叠加方波形态,不同的高压线路,各台站观测到的附加电场信号变化特征有很大的不同;(2)当高压直流输电线路运行故障而产生大地回路电流时,它对地电场观测数据可能会产生一定的影响,受同一高压直流输电影响的同一台站同一方向上长、短极距观测数据方向一致,干扰幅度基本一致;(3)当高压直流输电线路运行故障而产生大地回路电流时,不同台站所受干扰随着接地极与台站的距离平方成反比关系,同时还受到台站电导率的影响。     

高压直流输电对地电场观测的影响

高压直流输电是解决长距离输送电的一种重要手段,近年来,随着中国高压直流输电骨架网的建设,在地震地电场观测中出现了一种新的干扰异常。以关中地区宝鸡、乾陵和周至地电场观测受宝鸡-德阳±500kV直流输电工程影响为例,分析了此类干扰异常的变化形态和特征,并结合高压直流输电的基本原理,对异常的形成机理进行了探讨,定量的计算了不同距离、影响区电导率和高压直流输电入地电流等对地电场观测的可能影响。结果表明,在理想状态下,电导率γ取0.01时理论值与实际观测值基本相符。