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Verification on the Calculated Geoelectric Field on Power Grid during Geomagnetic Disturbances

지자기 교란으로 인한 전력망 유도전기장 예상값 검증

  • Park, Sung Won (Korean Space Weather Center, National Radio Research Agency) ;
  • Yoo, Chung-Hyun (Korean Space Weather Center, National Radio Research Agency)
  • 박성원 (미래창조과학부 국립전파연구원 우주전파센터) ;
  • 유충현 (미래창조과학부 국립전파연구원 우주전파센터)
  • Received : 2014.09.27
  • Accepted : 2014.11.05
  • Published : 2015.01.30

Abstract

Coronal mass ejection (CME) released due to solar flare explosion cause geomagnetic disturbance. The induced current by massive geomagnetic disturbance can cause damage to the transformer. The calculated geoelectric field is a major parameter of the geomagnetically induced current (GIC). The method applying a Fourier transform has a high accuracy but it needs all data measured for 24 hours. And the other method applying a integral equation can calculate in real time but it requires to check an accuracy. To reduce the gap between the calculated results of two methods, it adjusts the integration section. As a result, the correlation between two calculated geoelectric fields is high, and the event time and direction of the calculated current is the same as that of the measured current, and it's accuracy rate is above 92 percent.

태양흑점폭발로 인해 방출되는 코로나 물질은 지자기 교란을 일으킨다. 대규모 지자기 교란으로 인한 유도전류는 변압기 손상을 일으킬 수 있다. 이러한 유도전류를 산출하기 위해 먼저 유도전기장을 산출해야 한다. 푸리에 변환 방법을 적용한 유도전기장 산출방법은 정확도가 높으나, 1일 24시간 동안의 관측 데이터가 필요하다. 반면, 적분 공식을 적용한 유도전기장 산출방법은 실시간 데이터로 산출이 가능하나, 정확도 확인이 요구된다. 이 논문에서 적분 구간을 조정하여 푸리에 변환 방법의 결과값과 오차를 줄이고자 하였다. 그 결과, 적분 공식을 적용한 유도전기장 예상값은 푸리에 변환방법의 예상값과 상관성이 높았으며, 적분 공식으로 산출한 유도전류 예상값은 유도전류 관측값과 시간 동기 및 방향이 일치하고, 그 크기가 오차 범위 1 A 이하에서 92 % 이상 일치함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 박성원, 박성환, 김영윤, 유충현, "지자기와 국내전력망 유도전류 상관관계 분석 연구", 국립전파연구원 연구보고서, 2013년 12월.
  2. NERC, "Effects from geomagnetic disturbances on the bulk power system", 2012 Special Reliability Assessment Interim Report, p. 6, 2012.
  3. Chigomezyo M. Ngwira, Antti Pulkkinen, Lee-Anne Mc- Kinnell, and Pierre J. Cilliers, "Improved modeling of GIC in the South African power network", Space Weather, vol. 6, S11004, 2008.
  4. Chigomezyo M. Ngwira, Lee-Anne McKinnell, Pierre J. Cilliers, Ari Viljanen, and Risto Pirjola, "Limitations of the modeling of geomagnetically induced currents in the South African power network", Space Weather, vol. 7, S10002, 2009.
  5. M. Wik, A. Viljanen, R. Pirjola, A. Pulkkinen, P. Wintoft, and H. Lundstedt, "Calculation of GIC in the 400 kV power grid in Southern Sweden", Space Weather, vol. 8, S07005, 2008.
  6. D. H. Boteler, R. Pirjola, "Modelling geomagnetically induced currents produced by realistic and uniform electric fields", IEEE Trans. Power Delivery, vol. 13. Issue 4, 1998.
  7. Hyo Joon Eom, "Integral transforms in electromagnetic formulation", Journal of Electromagnetic Engineering and Science, vol. 14, no. 3, pp. 273-277, Sep. 2014. https://doi.org/10.5515/JKIEES.2014.14.3.273
  8. Chun-Ming Liu, Lian-Guang Liu, Risto Pirjola, and Ze- Zhong Wang, "Calculation of geomagnetically induced currents in mid- to low-latitude power grids based on the plane wave method: A preliminary case study", Space Weather, vol. 7, S04005, 2009.
  9. J. Miquel Torta, Lluis Serrano, J. Ramon Regue, Albert M. Sanchez, and Elionor Roldan, "Geomagnetically induced currents in a power grid of northeastern Spain", Space Weather, vol. 10, S06002, 2012.