本文關(guān)鍵詞：磁暴情況下復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維地電流場有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華北電力大學》 2015年

磁暴情況下復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維地電流場有限元分析

董博  

【摘要】：大地電導率構(gòu)造的三維分布會對磁暴時的地電流場產(chǎn)生重要的影響。獲得磁暴時地下感應電流在大地導體中的流通規(guī)律及其對地面電場的影響機理,是精確評估電網(wǎng)和油氣管道中的地磁感應電流(GIC)水平、預測防治空間天氣災害的重要前提。但是,目前研究沒有充分考慮電導率的橫向變化對地電流場的影響。本論文對復雜電導率分布下的磁暴地電流場進行了建模和數(shù)值分析。主要研究內(nèi)容及取得的成果如下：為了解決現(xiàn)有方法只能在電導率隨深度變化的一維結(jié)構(gòu)下,解析求解地電流場的問題,首次提出應用有限元法對復雜電導率結(jié)構(gòu)進行建模,數(shù)值求解磁暴地電流場。針對一維電導率結(jié)構(gòu)建立了二維場模型,比較了有限元法和解析法的計算結(jié)果,驗證了有限元法中邊界設置、邊界條件、網(wǎng)格剖分的有效性,表明有限元建模方法可行。針對電導率隨深度和單一橫向變化的二維結(jié)構(gòu),用有限元法分析了地面電磁場的分布情形和地下電流的流通規(guī)律,研究了場源的不同形態(tài)、電導率結(jié)構(gòu)的不同分布方式對地電流場的影響。在面電流場源的情況下,揭示了電導率橫向變化導致的鄰近效應和趨膚效應。研究結(jié)果表明,將含有橫向差異的電導率結(jié)構(gòu)分區(qū)成多個一維結(jié)構(gòu),解析求解地電流場的方法,存在較大誤差。對于三維電導率結(jié)構(gòu)下的地電流場求解問題,提出了一種應用地磁測量數(shù)據(jù)計算三維場的建模方法。該方法只把大地導體作為求解區(qū)域,將地面磁場作為模型邊界條件,縮小了計算規(guī)模,提高了計算效率。應用該方法對典型三維電導率結(jié)構(gòu)進行建模分析,求解了地下感應電流、地面電場及其沿不同路徑積分的電位差結(jié)果,反映出電導率的三維分布對地電流場影響的復雜性。利用大地電磁測深法獲得的電導率反演數(shù)據(jù),建立了廣東地區(qū)電導率模型。以廣州地磁臺地磁場記錄數(shù)據(jù)為邊界條件,在考慮了海陸電導率差異的前提下,針對2004年11月磁暴引起GIC水平最嚴重的時段,用有限元法求解了廣東地區(qū)三維地電流場分布,獲得了不同變電站接地網(wǎng)之間的電位差；依照同樣的思路和方法,利用電導率反演數(shù)據(jù)建立了華北地區(qū)的三維電導率模型,針對同一次磁暴地磁變化劇烈的時段,以同一緯度范圍內(nèi),距離最近的嘉峪關(guān)地磁臺地磁場記錄數(shù)據(jù)為邊界條件,計算了華北地區(qū)的三維地電流場分布,評估了規(guī)劃中的特高壓電網(wǎng)擬建變電站之間的電位差水平。計算結(jié)果為進一步計算電網(wǎng)中的GIC打下了基礎,為制定特高壓電網(wǎng)防范磁暴侵害的技術(shù)方案、優(yōu)化電網(wǎng)設計及變電站選址提供參考。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P319.1
【目錄】：

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【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 劉連光;劉春明;張冰;王澤忠;肖湘寧;韓立章;;中國廣東電網(wǎng)的幾次強磁暴影響事件[J];地球物理學報;2008年04期

2 朱仁學，胡祥云;格爾木－額濟納旗地學斷面巖石圈電性結(jié)構(gòu)的研究[J];地球物理學報;1995年S2期

3 劉營;徐義賢;張勝業(yè);楊文采;楊波;;華南地區(qū)巖石圈電性特征及其地球動力學意義[J];地球物理學報;2013年12期

4 李文錄,林順道,段暉吉,趙萬傳,孫國勤;粵東地區(qū)深部電性結(jié)構(gòu)研究與探討[J];華南地震;1986年04期

5 胡建德;蔡綱;;用三角形二次插值有限元法計算二維大地電磁測深曲線[J];石油地球物理勘探;1984年04期

6 趙生凱;徐世浙;;有限單元法計算良導嵌入體二維模型的大地電磁測深曲線[J];物化探電子計算技術(shù);1983年01期

7 張文亮;周孝信;印永華;湯涌;郭強;;華北—華中—華東特高壓同步電網(wǎng)構(gòu)建和安全性分析[J];中國電機工程學報;2010年16期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉春明;中低緯電網(wǎng)地磁感應電流及其評估方法研究[D];華北電力大學（北京）;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 韓凱;華南東南部殼/幔電性結(jié)構(gòu)特征及其動力學背景研究[D];吉林大學;2012年

2 李曉;華北東部巖石圈導電性結(jié)構(gòu)研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2013年

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孟令順,崔軍文;青藏高原北緣重力場特征與深部地殼構(gòu)造[J];長春科技大學學報;2000年02期

2 劉連光;;不同電壓等級電網(wǎng)GIC水平的比較研究[J];長春工程學院學報(自然科學版);2010年03期

3 查申森;鄭建勇;胡繼軍;;一級降壓站用電系統(tǒng)在特高壓變電站中的應用[J];電力建設;2012年05期

4 云雷;劉滌塵;廖清芬;董超;汪小明;黃涌;;基于功率分布法分析和控制區(qū)間聯(lián)絡線功率振蕩[J];電力系統(tǒng)自動化;2012年10期

5 屠競哲;甘德強;于洋;辛煥海;汪震;史濟全;;直流輸電對交直流互聯(lián)系統(tǒng)自組織臨界性的影響分析[J];電力系統(tǒng)自動化;2012年11期

6 云雷;劉滌塵;廖清芬;汪如松;黃涌;;基于支路暫態(tài)能量函數(shù)的特高壓區(qū)域電網(wǎng)間容量交換能力研究[J];電力自動化設備;2012年03期

7 嚴加永;呂慶田;孟貴祥;王勇;;內(nèi)蒙古北山地區(qū)地球物理場特征與構(gòu)造分區(qū)及深部結(jié)構(gòu)研究[J];地球物理學進展;2009年02期

8 吳功建;中國地學斷面地球物理研究的進展和展望[J];地球物理學報;1997年S1期

9 劉國興;張興洲;楊寶俊;翁愛華;唐君輝;李雪森;;佳木斯地塊及東緣巖石圈電性結(jié)構(gòu)特征[J];地球物理學報;2006年02期

10 盧占武;高銳;李秋生;管燁;張季生;賀日政;黃立言;;中國青藏高原深部地球物理探測與地球動力學研究(1958—2004)[J];地球物理學報;2006年03期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁盛軍;復電阻率法三維正反演問題研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2011年

2 李長云;半島地質(zhì)環(huán)境下直流偏磁效應計算與評估研究[D];山東大學;2011年

3 許建榮;起伏地形條件下大地電磁測深二維正反演研究及應用[D];中南大學;2010年

4 程順有;中央造山系及其鄰區(qū)巖石圈三維結(jié)構(gòu)與動力學意義[D];西北大學;2006年

5 盧占武;青藏高原羌塘盆地巖石圈結(jié)構(gòu)及其對油氣遠景的影響[D];中國地質(zhì)科學院;2007年

6 吳光大;柴達木盆地構(gòu)造特征及其對油氣分布的控制[D];吉林大學;2007年

7 呂玉增;地—井、井—地IP三維快速正反演研究[D];中南大學;2008年

8 金勝;青藏高原的殼幔電性結(jié)構(gòu)特征及其動力學意義[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2009年

9 劉春明;中低緯電網(wǎng)地磁感應電流及其評估方法研究[D];華北電力大學（北京）;2009年

10 童孝忠;大地電磁測深有限單元法正演與混合遺傳算法正則化反演研究[D];中南大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李宇春;基于振動噪聲的變壓器直流偏磁狀態(tài)診斷方法研究[D];華北電力大學（北京）;2011年

2 王儉;基于Web的電網(wǎng)GIC監(jiān)測系統(tǒng)后臺軟件設計[D];華北電力大學（北京）;2011年

3 袁中琛;不同結(jié)構(gòu)變壓器直流偏磁條件下的勵磁特性研究[D];華北電力大學（北京）;2011年

4 劉青;基于VxWorks的GIC在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];華北電力大學（北京）;2011年

5 馬雪玲;地磁感應對電流對換流變壓器的影響研究[D];華北電力大學（北京）;2011年

6 鄒明;電網(wǎng)GIC水平評估軟件的設計與開發(fā)[D];華北電力大學（北京）;2011年

7 袁亞紅;地磁活動性指數(shù)Vr的時空分布特征分析及其機理的初步探討[D];中國地震局地球物理研究所;2011年

8 王蔚;高速電氣化鐵路牽引供電安全管理研究[D];西南交通大學;2011年

9 董博;基于超磁致伸縮材料的光纖光柵電流測試技術(shù)的研究[D];燕山大學;2012年

10 何兆海;瓊北火山區(qū)大地電磁的三維數(shù)值模擬研究[D];中國地震局地質(zhì)研究所;2004年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬逸麟,梅麗輝,何偉相;贛江斷裂帶的活動特征[J];安徽地質(zhì);2002年02期

2 盤學南;玉小玲;;變壓器運行噪聲異常的探討[J];變壓器;2006年08期

3 劉曲;鄭健超;潘文;李立浧;;變壓器鐵心承受直流能力的仿真和分析[J];變壓器;2006年09期

4 胡毅,李景錄;直流接地極電流對中性點接地變壓器的影響[J];變壓器;1999年01期

5 吳福元,孫德有;中國東部中生代巖漿作用與巖石圈減薄[J];長春科技大學學報;1999年04期

6 于平,楊冬,楊寶俊;華北地臺聊城—蘭考斷裂地球物理場基本特征及其構(gòu)造意義[J];吉林大學學報(地球科學版);2003年01期

7 劉國興;韓凱;韓江濤;;華南東南沿海地區(qū)巖石圈電性結(jié)構(gòu)[J];吉林大學學報(地球科學版);2012年02期

8 段波;校正大地電磁測深中靜態(tài)效應的首枝重合法[J];長春地質(zhì)學院學報;1994年04期

9 朱介壽;我國大陸地殼及上地幔分塊結(jié)構(gòu)特征[J];成都地質(zhì)學院學報;1986年01期

10 王穎,趙錫奎,高博禹;濟陽坳陷構(gòu)造演化特征[J];成都理工學院學報;2002年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 石建基;長樂—南澳變質(zhì)帶構(gòu)造變形特征及動力學研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2010年

2 劉云鶴;三維可控源電磁法非線性共軛梯度反演研究[D];吉林大學;2011年

3 楊生;大地電磁測深法環(huán)境噪聲抑制研究及其應用[D];中南大學;2004年

4 李金冬;湘東南地區(qū)中生代構(gòu)造—巖漿—成礦動力學研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2005年

5 張貴山;福建晚中生代以來基性—超基性巖的年代學、地球化學及其地球動力學意義[D];中國科學院研究生院（地球化學研究所）;2006年

6 詹艷;青藏高原東北緣地區(qū)深部電性結(jié)構(gòu)及構(gòu)造涵義[D];中國地震局地質(zhì)研究所;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 徐權(quán)輝;龍門山前山斷裂帶超長周期大地電磁測深觀測研究[D];成都理工大學;2009年

2 金永吉;大地電磁精細反演及其在殼幔電性結(jié)構(gòu)研究中的應用[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2010年

3 張振宇;龍門山構(gòu)造帶中段大地電磁測深研究[D];成都理工大學;2010年

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