[发明专利]用于远程DC电力系统中的控制电力的方法和系统

说明书

技术领域

本发明的领域一般来说涉及远程DC电力系统，并且更具体地涉及用于从DC电力系统提供远程控制电力的方法和系统。

背景技术

至少一些已知的电力系统相对长距离地将DC电力电流传送到远离该DC电力的源的负载。这样的电力系统通过使用AC控制电力来供应靠近该负载的辅助设备和控制系统而获益。然而，通过单独的线缆供应AC控制电力增加电力系统安装和操作的成本与复杂性。

发明内容

在一个实施例中，控制电力供应系统包括配置成将直流（DC）电流从源运送到负载的第一导体、配置成将该DC电流从该负载运送到该源的第二导体、与该第一和第二导体中的至少一个串联电耦合的电装置。该电装置配置成在短路条件下故障使得该电装置的故障维持包括该第一和第二导体的直流（DC）环总线。该控制电力供应系统还包括控制电力电路，其与该电装置的至少一部分并联电耦合，使得该电装置的至少一部分两端的DC电压提供DC电压供应给该控制电力电路。

在另一个实施例中，从DC电力线缆接收控制电力供应的方法包括通过DC电力线缆将DC电力电流从发送站传送到位于远离该发送站的负载站，使通过该DC电力线缆与该发送站和负载站电串联耦合的多个电装置两端的DC电压下降，并且使用与该多个电装置电并联耦合的有源半导体开关产生控制电力电压。

在再另一个实施例中，海底负载的电力供应系统包括耦合于DC电力线缆的第一端的发送站。该发送站安置在海面上方并且配置成将DC电流的流引导到该DC电力线缆中。该系统进一步包括耦合于该DC电力线缆的第二端的负载站。该负载站安置在海面下方并且配置成接收DC电流的流并且将该DC电流传送到一个或多个负载。该系统还包括控制电力供应系统，其包括串联电耦合于靠近负载站的DC电力线缆的电装置，和与该电装置的至少一部分并联电耦合的控制电力电路，使得该电装置的至少一部分两端的DC电压提供DC电压供应给该控制电力电路。

附图说明

图1-7示出本文描述的方法和系统的示范性实施例。

图1是根据本发明的示范性实施例的高电流直流（DC）环电力传送系统的示意框图；

图2是根据本发明的示范性实施例的控制电力供应电路的示意框图；

图3是根据本发明的示范性实施例的控制电力供应电路的示意框图；

图4是根据本发明的另一个示范性实施例的控制电力供应电路的示意框图；

图5是根据本发明的示范性实施例的控制电力供应系统的示意图；

图6是可与图4中示出的系统一起使用以在启动后供应连续控制电力给系统的控制电力供应系统的示范性实施例的示意图；

图7是图示图6中示出的波纹滤波器两端的电压随时间的图形。

具体实施例

下列详细描述通过示例而非通过限制说明本发明的实施例。预想本发明对于工业、商业和住宅应用中相对长距离上从DC电力线缆供应控制电力供应的分析和方法实施例具有普遍应用。

如本文使用的，以单数列举的并且具有单词“一（a）”或“一（an）”在前的元件或步骤应该理解为不排除复数个元件或步骤，除非这样的排除明确地规定。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不意在解释为排除也包含列举的特征的另外的实施例的存在。

本发明的目的是从高电流DC环抽取控制电力。该DC环具有高电流额定值（例如1kA）来供应例如泵或压缩机的电驱动器的高功率负载。由于相对高的电流值，供应控制单元或其他低到中等功率辅助负载所需要的电压是相对低的。例如，以1千安输送的10伏特足够输送高达10千瓦的功率。

在本发明的实施例中，串联连接高电流二极管，使得它们的总正向电压足够供给最大所需的功率，并且也足够高来容许辅助或控制电力的适当处理。典型地，辅助或控制负载将使用比高功率环的电流少的电流。过多的电流在二极管中绕过。控制电力供应电路从电流环接收提供给负载或在二极管中耗散的它的最大功率。用于控制电力的电力量仅代表总体配电系统电力的小部分。

该解决方案的优势是二极管非常可靠地保证环电流的连续，独立于辅助电力供应的下游电路。短路和开路两者都将不会不利地影响高电流环。在示范性实施例中，二极管实施在压装壳体中并且设计成万一故障则短路。因此，维持了电流环的连续。如果安装了比向辅助负载供电实际所需要的更多的二极管，万一一个（或多个）二极管故障，辅助或控制电力电路可以维持操作。