[發(fā)明專利]電力傳輸系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780002079.X
• 申請日: 2007-01-25
• 公開（公告）號: CN101366157A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大衛(wèi)·愛普福特;布賴恩·威廉·雷
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾法貝利賽私人有限公司;阿爾法泰晤士海底有限公司
• 主分類號: H02G9/00
• 分類號: H02G9/00;H02M7/00;E21B33/035
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王光輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力傳輸系統(tǒng)，尤其涉及一種利用高壓直流電(HVDC)技術(shù)向水下系統(tǒng)和裝置、例如模塊化海底處理系統(tǒng)輸電的電力傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高壓直流電(High?Voltage?Direct?Current，HVDC)是一種輸電技術(shù)，其中電力在傳輸端由交流電(AC)變換為直流電(DC)，在接收端由直流電變回到交流電。高壓直流電技術(shù)是解決遠(yuǎn)距離(大于100公里)傳輸交流電電力的一種方法，在該遠(yuǎn)距離下，由于過度電力損耗，直接傳輸交流電是不可行的。此外，高壓直流電技術(shù)允許在不同步的交流配電系統(tǒng)之間進(jìn)行電力傳輸。因此，通過防止連鎖故障從較為寬廣的輸電網(wǎng)的一部分傳輸?shù)搅硪徊糠謺r(shí)蔓延，高壓直流電增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)允許如果發(fā)生較小故障時(shí)電力仍然可以被輸入或輸出。

自從1954年瑞典首次工業(yè)安裝高壓直流電以來，大量高壓直流電傳輸系統(tǒng)已在世界范圍內(nèi)被安裝。在巴西伊泰普(Itaipu)，選擇高壓直流電從伊泰普水電站向巴西工業(yè)中心圣保羅(Sao?Paulo)的交流配電網(wǎng)絡(luò)提供總額定功率為6300兆瓦的電力。伊泰普高壓直流電傳輸由兩個(gè)雙極直流輸電線構(gòu)成，其將電壓為500千伏的直流電傳輸800公里到達(dá)圣保羅，到達(dá)后被變回到交流電以適應(yīng)巴西電網(wǎng)。高壓直流電系統(tǒng)的另一個(gè)例子是菲律賓的萊特島-呂宋島工程(Leyte-Luzon?Project)，其將電力從萊特島的地?zé)犭姀S傳輸?shù)絽嗡螎u的南部，以便供應(yīng)在馬尼拉(Manila)地區(qū)內(nèi)已有的交流配電網(wǎng)。在燃油和燃?xì)夤I(yè)中，高壓直流電被用于從大陸電力資源或海上平臺(tái)向其他海上平臺(tái)供電。

對于海底系統(tǒng)，現(xiàn)有的傳統(tǒng)海底系統(tǒng)由電動(dòng)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力和控制。這些傳統(tǒng)的海底系統(tǒng)具有離開距離的限制，同時(shí)，壓力損耗和響應(yīng)時(shí)間隨著連接海底系統(tǒng)和主系統(tǒng)或海上平臺(tái)的臍帶纜線的長度成比例地增加。因此，對于由電力供電和控制的海底系統(tǒng)有一個(gè)轉(zhuǎn)換。已經(jīng)實(shí)施了多種不同的方法來供應(yīng)所有的海底電力系統(tǒng)；然而，所有這些方法都具有技術(shù)局限性。

在一種方法中，利用交流電力傳輸向海底系統(tǒng)供電，可是這些交流電壓傳輸受適當(dāng)估價(jià)的水下連接器的可獲得性的限制。因此，這實(shí)際上就將海底交流電力傳輸?shù)碾x開距離限制在大約80公里左右。

在另一種方法中，直流電力傳輸被例如卡梅倫直流(Cameron?DC^TM)的解決方案所使用，該方案適合低功率應(yīng)用。而且，電力浮標(biāo)被用于自發(fā)電以向海底系統(tǒng)供電。除了集成于電力浮標(biāo)上的控制、通信和化學(xué)注射設(shè)備之外，這些電力標(biāo)浮還包括柴油發(fā)電機(jī)和柴油儲(chǔ)油箱。然而，集成于電力浮標(biāo)上的所有設(shè)備需要定期維護(hù)，并因此導(dǎo)致需要接近電力浮標(biāo)及其內(nèi)部和周圍的設(shè)備來進(jìn)行維護(hù)。接近浮標(biāo)和維護(hù)活動(dòng)取決于天氣，因?yàn)檫@僅僅在風(fēng)平浪靜的天氣下才能進(jìn)行。

燃?xì)廨啓C(jī)也已經(jīng)作為電力浮標(biāo)中的柴油發(fā)電機(jī)的一個(gè)替代物而被引入。燃?xì)廨啓C(jī)能夠通過源自海底系統(tǒng)的小型管道供給燃油，因此不再需要電力浮標(biāo)中的儲(chǔ)油箱，也消除了補(bǔ)給燃料的需要?？墒?，燃?xì)廨啓C(jī)比柴油發(fā)電機(jī)需要更多的維護(hù)。

可選地，經(jīng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹绷麟姷淖儞Q可以通過在海底層設(shè)置直流-交流變換器和變壓器來完成。因?yàn)榇蟪叽绲脑O(shè)備需要裝入到1巴(bar)的環(huán)境中，所以就出現(xiàn)問題了。此外，直流電向交流電的變換引起設(shè)備散熱，因此還需要制冷裝置來防止設(shè)備過熱。因?yàn)殡娏υO(shè)備位于水下，需要大量的濕式耦合連接，這將對電力傳輸系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生不利影響。

因此，仍需要向水下系統(tǒng)、例如模塊化海底處理系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電的技術(shù)。此外，還需要提供不需頻繁維護(hù)的輸電裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種電力傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用高壓直流電技術(shù)向至少一個(gè)水下系統(tǒng)輸電。該系統(tǒng)包含直流電發(fā)電系統(tǒng)，該直流電發(fā)電系統(tǒng)連接至外部電源將交流電變換為直流電；管道，其將直流電傳輸至設(shè)置于水上的直流-交流變換器；和一個(gè)變壓器，該變壓器連接至直流-交流變換器。此外，該系統(tǒng)的特征在于該直流-交流變換器和變壓器連接至本地控制站；其中該直流-交流變換器、變壓器和本地控制站設(shè)置在遙控電力變換設(shè)施中；且其中連接至少一個(gè)臍帶纜線以從遙控電力變換設(shè)施向至少一個(gè)水下系統(tǒng)傳輸交流電；且其中本地控制站被設(shè)置成監(jiān)測和控制從直流電發(fā)電系統(tǒng)輸出的直流電，通過至少一個(gè)臍帶纜線監(jiān)測和控制至少一個(gè)水下系統(tǒng)，傳輸和/或接收來自主控制站的數(shù)據(jù)，并傳輸和/或接收來自至少一個(gè)水下系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。