[發明專利]直流電力傳輸系統和方法

有效

• 申請號: 201310705641.2
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103997032B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 張迪;J.戴;L.J.加西斯;賴日新
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02J3/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 葉曉勇,湯春龍

技術領域

本發明公開的實施例一般地涉及電力傳輸系統，并且更具體地涉及用于在電力傳輸系統中傳輸信息的系統和方法。

背景技術

對于例如石油和天然氣行業以及風力發電行業中的各種應用，電力可以從陸上或海上平臺傳輸到位于海底或遠程海上位置的電力負荷。由于增長的行業需求，電力需要以更低成本和更高的可靠性更加高效地傳輸。電氣化趨勢，特別是在石油和天然氣行業的海底處理以及海上風力發電中，包括更多的電力負荷，更高的電力需求，更深的水深以及更遠距離的電力供應。

為了服務于海底和/或海上位置的大量電力負荷，電力通常需要通過電力傳輸總線從陸上或海上平臺電源傳輸。在石油和天然氣行業，針對電源和海底和/或海上位置之間的短距離或長距離，可以安裝電力傳輸總線。在一些情況下，電力負荷可能根據于海底和/或海上位置的應用和/或異常而變化，這又改變了海底和/或海上位置的電力需求。因此，需要將此信息從海底和/或海上位置傳輸到陸上或海上平臺電源，以控制電力傳輸系統中的電力傳輸。

在傳統的電力傳輸系統中，光纜可以與位于陸上或海上平臺電源和海底和/或海上位置之間的電力傳輸總線一起安裝。這種光纜用來傳輸信息，諸如海底和/或海上位置的電力負荷需求或異常。然而，在一些情況下，光纜由于環境條件可能被損壞，信息可能不能被成功地從海底和/或海上位置發送到陸上或海上平臺電源。這又可能引起電力傳輸中的不平衡，可能影響系統的穩定狀態。因此，需要改進的方法和系統以用于在電力傳輸系統中傳輸信息。

發明內容

根據本發明中描述的一個實施例，提出了一種電力傳輸系統。所述電力傳輸系統包括第一單元，所述第一單元用于執行以下步驟：從高壓直流(HVDC)電力線接收HVDC電；產生指示所述第一單元的狀態的交流(AC)分量；以及將所述AC分量加入到所述HVDC電力線。進一步地，所述電力傳輸系統包括第二單元，所述第二單元用于執行以下步驟：產生直流(DC)電壓，以在所述HVDC電力線上傳輸所述HVDC電，其中，所述HVDC電力線耦連在所述第一單元和所述第二單元之間；檢測所述HVDC電力線中存在或不存在所加入的AC分量；以及基于所加入的AC分量，確定所述第一單元的狀態。

其中，所述第一單元的狀態包括所述第一單元上的一個或多個異常。

其中，所述第一單元的狀態包括所述第一單元上的一個或多個負荷需求。

其中，所述第一單元包括耦連到一個或多個電力負荷的多個模塊，并且其中，所述多個模塊中的每一個模塊至少基于所述第一單元的各個模塊的狀態產生唯一的交流(AC)分量。

其中，所述第一單元中的每一個模塊被配置成以如下方式將所述唯一的AC分量加入到所述HVDC電力線上，所述的方式是所加入的AC分量不可被所述第一單元中的多個模塊中的其它模塊中的至少一個檢測到。

其中，所述第一單元包括能量儲存單元，所述能量儲存單元被配置成提供無功功率以用于產生所述AC分量。

其中，所述第二單元被配置成：產生補償AC分量，以消除所述HVDC電力線上所加入的AC分量；以及基于所產生的補償AC分量，確定所述第一單元的狀態。

其中，所述第二單元被配置成識別所述補償AC分量的頻率、幅值和相位中的至少一個，以確定所述第一單元的狀態。

其中，所加入的AC分量包括指示所述第一單元的狀態的多個編碼周期。

其中，所述第二單元包括控制單元，所述控制單元基于所述第一單元的狀態，調節所述HVDC電力線中的DC電壓和DC電流中的至少一個。

其中，所述第一單元耦連到包括石油和燃氣設備的至少一個電力負荷。根據本公開的另一方面，提出了一種方法。所述方法包括：通過第一單元產生交流(AC)分量，其中，所述AC分量指示所述第一單元的狀態。進一步地，所述方法包括通過所述第一單元將AC分量加入到耦連于所述第一單元和第二單元之間的高壓直流(HVDC)電力線。同樣，所述方法包括通過所述第二單元檢測在所述HVDC電力線中存在或不存在所加入的AC分量。此外，所述方法包括基于所加入的AC分量確定所述第一單元的狀態。

其中，向所述HVDC電力線加入所述AC分量包括以如下方式將所述AC分量加入到所述HVDC電力線，所述方式是所述AC分量不可被所述第一單元中的其它模塊和調節器中的至少一個檢測到。

其中，向所述HVDC電力線加入所述AC分量包括以如下方式將所述AC分量加入到所述HVDC電力線，所述方式是所述HVDC電力線中的直流(DC)鏈接電流在所述第一單元和所述第二單元之間保持恒定。