[00140850]多直流落点区域输变电系统电磁环境量化评估与防控

电磁环境是电网设计和运行考虑关键因素之一。粤港澳大湾区作为“西电送粤”的负荷中心,是全国三分之一的直流线路受端落点,负荷密度居国内首位,形成世界上最复杂的交直流互联运行系统。但是,由于大湾区交直流输电系统电压等级高、变电系统电压等级多样且交直流系统深度融合,使得大湾区交直流输变电系统电磁环境效应具有敏感点多、特性及产生机理复杂等特点。 项目立项之初,由于缺乏有效的预测、评估和防控手段,也没有可以借鉴的工程经验,造成电磁环境投诉问题频发,电磁环境已成为制约大湾区交直流输变电系统建设、发展及运行的瓶颈问题。为此,项目历时11年,在27项国家和企业课题支持下,产学研用联合攻关,聚焦大湾区交直流输变电系统电磁环境量化评估与防控关键问题,取得自主创新成果如下： 1)研制了应用MEMS技术的微型直流离子流电场、宽频电晕电流以及无人机搭载工频电磁环境测量装置,突破了原有电磁环境只能近地区域测量的限制,在国际上首次开发了“互联网+移动APP+智能传感”的电磁环境监测及实时发布系统,基于获得的200多万条实测数据,掌握了大湾区特大城市电网电磁环境特性,提出了交直流电磁环境限值与测量校准方法,规范了电磁环境和电磁兼容的基本要求,成为我国电网电磁环境评估的重要依据（GB/T 15707-2017、GB/T 37543-2019、GB/Z 18039.1-2019）。 2)提出了交直流输电线路混合离子流场隐式时域计算方法,建立了可听噪声与无线电干扰时域计算模型,揭示了交直流系统电磁环境与电晕放电的关联关系,实现了输电线路电磁环境预测由唯象方法向机理建模方法的转变,首次绘制了大湾区特大城市电网交直流输变电系统电磁环境分布云图,成果写入CIGRE工作报告,并支撑了行业标准DL/T 691-2019的制定。 3)提出了“源头抑制”与“主动防护”相结合的电磁环境综合防护技术体系,改进了大尺度和非圆柱体电极起晕场强的Peek计算公式,实现了金具表面场强最优的结构设计,提高了导致电磁环境效应的起晕场强22.2%-26.4%,发明了直流输电线路离子流电场的引流屏蔽方法,降低地面离子流电场最大值近50%,减少线路走廊电场控制宽度近70%,解决了土地资源稀缺的大湾区电磁环境防控难题。 项目主导制定了国标4部、行标2部,发表论文38篇（其中SCI/EI收录论文25篇）,授权专利42件（发明专利18件,实用新型21件）,出版专著3部。 研究成果直接应用于西电送粤18条交直流输电线路以及大湾区特大城市的80余座变电站及换流站设计和评估,节省塔材合计约11.69万吨,节约线路本体投资合计约8.19亿元,经济和社会效益显著。 项目研发的工频电磁场测试仪和电磁环境在线监测系统已在33家电力部门、54家环境监测部门、11家通信机构、11家卫生系统单位、389家第三方检测机构应用1060套,为国内电力部门化解“邻避问题”提供了有力支撑。以深圳为例,电磁环境投诉率下降了40%,得到了国家生态环境部以及广东省、深圳市各级环保部门的高度评价。项目主导制定的国标GB/Z 18039.1-2019对医疗设备的电磁发射问题、自兼容问题及抗干扰问题进行了电磁兼容性能的要求,保证了新冠抗疫期间医疗仪器设备的使用性能及医护人员的安全防护。 项目阶段成果曾获中国电力科学技术奖一等奖、二等奖,南方电网公司成果转化奖一等奖、科技进步奖二等奖,深圳市科技进步奖二等奖。李立浧院士为组长的鉴定委员会鉴定意见：“鉴定项目获得了多项创新性成果,整体达到国际领先水平”。