太阳活动会引起磁层-电流层电流体系的变化,产生地磁扰动（Geomagnetic Disturbances,GMD）,进而在地球表面诱发出感应地电场,感应地电场作为驱动源会在输电线路与大地构成的回路中产生地磁感应电流（Geomagnetically Induced Currents,GIC）。电力系统中流通的GIC会导致电力变压器出现半波饱和,造成系统无功功率的增加,进而危及电力系统的安全稳定运行。首先,基于空间电流源和大地电导率物理模型,结合COMSOL有限元分析软件,构建适合中低纬度地区的三维大地电导率和感应地电场计算模型,分析影响GMD感应地电场的各种因素;通过调整三维大地电导率模型的各项参数,对电导率突变、电流源参数变化以及海岸效应对于感应地电场的影响程度进行计算分析。研究发现:感应地电场在电导率分界面处会产生突变,低电导率区域会产生更大的感应地电场,其中由海岸效应引起的感应地电场突变现象尤为显著;感应地电场强度随空间电流源变化周期的增大而增大。其次,结合大地构造理论以及大地测深数据,建立三维大地电导率模型,计算感应地电场的分布情况;对电力系统GIC的产生机理进行研究,考虑GIC的准直流特性,建立电力系统内部各电气设备的直流等效模型;依据山东省500kV电力系统的结构,构建了 GIC计算等效模型,评估了该电力系统中的GIC水平,并将GIC计算结果进行可视化处理。研究发现变电站的GIC水平与感应地电场的分布存在一定的正相关性,感应地电场水平较高区域内的变电站更容易产生幅值较大的GIC。最后,分析GIC引起变压器无功损耗增加的机理,采用K值法计算由GIC引起的无功损耗增量;综合GIC治理效果、装置复杂程度以及安全系数等因素,提出了变压器中性点GIC治理装置的遴选方法;针对GIC计算结果,制定GIC治理方案,并对治理后的GIC水平进行计算,结果表明治理后的变电站GIC水平均降低到风险值以下,证实了该方案的有效性。本论文依据电力系统地磁感应过程,对感应地电场以及电力系统的GIC水平进行计算,分析了由GIC引起的变压器无功损耗增加情况,并提出了有效的GIC治理方案。本文的研究内容可为电力系统的GIC预测与预防提供参考,并为其他地区的GIC预测与预防提供了思路与方法。