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技术手段难防太阳风暴 电网受影响概率小

—— 访华北电力大学教授、博士生导师刘连光

导读: 太阳活动的影响是全球性的问题。由于范围广、规模大,不像防范冰雪灾害可以局部差异化设计,技术手段防范非常困难,投资也相当大。所以,目前重要的是提高防范极端灾害的意识,对这样的新问题,相关单位和部门应当加强科学普及工作,让普通大众科学地了解和认识太阳活动的影响。

  是否真的如美国科学家所言,太阳耀斑会对供电系统产生影响?

  刘连光:准确一点说,可以用太阳风暴这个术语。因为是太阳活动事件的日冕物质抛射(简称CME)和冕洞现象形成的太阳风到达地球空间时,在地球表面产生地磁暴,地磁暴在地表产生地面感应电势,从而在变压器中性点接地的高电压、长距离输电网中产生地磁感应电流,地磁感应电流会对电力系统设备的正常运行有一定的影响或危害。

  太阳耀斑会引起电离层的骚扰,从而影响短波通信,如果只是太阳耀斑,不会影响电网的安全。太阳活动对电网的影响是与很多因素和条件有关的。

  历史上发生过太阳风暴影响电网的事件吗?太阳风暴对我国的影响有多大?

  刘连光:一个太阳活动周约为11年,最近两个太阳周的峰年期间的强磁暴发生在1989年3月13日和2003年10月30日,分别导致了加拿大魁北克电网大停电和瑞典马尔默城市电网大停电。历史上最强的太阳风暴发生在1859年,但那时还不存在对电网产生影响的问题。

  加拿大、瑞典等国受太阳风暴影响容易造成输电线路、变压器等设备跳闸事故,这是由于北欧、北美高纬度地区的地磁场扰动更强,因此影响相对更大。

  我国虽然幅员广阔、地理跨越大,但稍大型的电网都处在中纬度地区,再加上前两个太阳周,我国电网的规模相对于加拿大、美国等国来说较小,因此,我国电网不容易受到太阳风暴的严重伤害。

  目前,我国在这方面做了哪些研究,有没有什么技术手段能够预防或减少太阳风暴对电网的冲击?

  刘连光:社会的发展,防范极端自然灾害的任务越来越艰巨,这也是我们提出研究磁暴电网灾害的宗旨。十几年来,在国家自然科学基金、国家863计划等项目支持下,我们对太阳风暴对我国电网的可能影响有所认识,取得了一些成果,除了理论问题研究之外,包括获得了一些220千伏、500千伏电网磁暴干扰数据等。也不是没有技术手段,是技术手段不好防,包括在电网加入很多防治装置,还可能带来新的或者更大的安全问题隐患,这可能是国外一些影响问题严重国家的科学家频频发布警告、甚至感到有些惶恐的原因吧。

  最近,我国科技部发布的基础研究十二五规划,把空间灾害天气研究提高到很高的高度。我们针对电网的建议是,像高纬国家一样,先加强对电网磁暴干扰的监测,获得更多、范围更大的实测数据,积累、借助实测数据开展研究,包括风险评估以及尝试电网灾情、灾害预测预报研究。

  如果能准确预测预报太阳风暴的电网效应,还是可以通过调控可能过载线路的负荷、控制变压器过载等策略防灾的,这也是最经济、最有效的防范手段。

  现在,国内外关注太阳风暴影响的空间物理科学家很多人在研究空间灾害天气的预报问题,我们也在尝试做一些适应电网防灾的预报参数、指标方面的研究。

  近几年,太阳活动越来越频繁,如何减少太阳活动对供电系统的影响,您有哪些建议?

  刘连光:不能说近几年太阳活动越来越频繁了,太阳有45亿岁了,自对它有统计、记载以来,每一个太阳周都会有相关事件发生,变化也不是很大。应该说是由于电网的发展,自身构成或结构使磁暴的干扰成为问题了。

  朝向地球的超强太阳活动是小概率事件,但如今,我们对电力的依赖越来越高,因此必须高度重视和防范发生大停电的风险,也要高度重视太阳风暴今后将会给我国电网带来较大安全隐患的可能。

  太阳活动的影响是全球性的问题。由于范围广、规模大,不像防范冰雪灾害可以局部差异化设计,技术手段防范非常困难,投资也相当大。所以,目前重要的是提高防范极端灾害的意识,对这样的新问题,相关单位和部门应当加强科学普及工作,让普通大众科学地了解和认识太阳活动的影响。

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