[发明专利]直流电力传输系统和方法

说明书

技术领域

本发明公开的实施例一般地涉及电力传输系统，并且更具体地涉及用于在电力传输系统中传输信息的系统和方法。

背景技术

对于例如石油和天然气行业以及风力发电行业中的各种应用，电力可以从陆上或海上平台传输到位于海底或远程海上位置的电力负荷。由于增长的行业需求，电力需要以更低成本和更高的可靠性更加高效地传输。电气化趋势，特别是在石油和天然气行业的海底处理以及海上风力发电中，包括更多的电力负荷，更高的电力需求，更深的水深以及更远距离的电力供应。

为了服务于海底和/或海上位置的大量电力负荷，电力通常需要通过电力传输总线从陆上或海上平台电源传输。在石油和天然气行业，针对电源和海底和/或海上位置之间的短距离或长距离，可以安装电力传输总线。在一些情况下，电力负荷可能根据于海底和/或海上位置的应用和/或异常而变化，这又改变了海底和/或海上位置的电力需求。因此，需要将此信息从海底和/或海上位置传输到陆上或海上平台电源，以控制电力传输系统中的电力传输。

在传统的电力传输系统中，光缆可以与位于陆上或海上平台电源和海底和/或海上位置之间的电力传输总线一起安装。这种光缆用来传输信息，诸如海底和/或海上位置的电力负荷需求或异常。然而，在一些情况下，光缆由于环境条件可能被损坏，信息可能不能被成功地从海底和/或海上位置发送到陆上或海上平台电源。这又可能引起电力传输中的不平衡，可能影响系统的稳定状态。因此，需要改进的方法和系统以用于在电力传输系统中传输信息。

发明内容

根据本发明中描述的一个实施例，提出了一种电力传输系统。所述电力传输系统包括第一单元，所述第一单元用于执行以下步骤：从高压直流(HVDC)电力线接收HVDC电；产生指示所述第一单元的状态的交流(AC)分量；以及将所述AC分量加入到所述HVDC电力线。进一步地，所述电力传输系统包括第二单元，所述第二单元用于执行以下步骤：产生直流(DC)电压，以在所述HVDC电力线上传输所述HVDC电，其中，所述HVDC电力线耦连在所述第一单元和所述第二单元之间；检测所述HVDC电力线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，确定所述第一单元的状态。

其中，所述第一单元的状态包括所述第一单元上的一个或多个异常。

其中，所述第一单元的状态包括所述第一单元上的一个或多个负荷需求。

其中，所述第一单元包括耦连到一个或多个电力负荷的多个模块，并且其中，所述多个模块中的每一个模块至少基于所述第一单元的各个模块的状态产生唯一的交流(AC)分量。

其中，所述第一单元中的每一个模块被配置成以如下方式将所述唯一的AC分量加入到所述HVDC电力线上，所述的方式是所加入的AC分量不可被所述第一单元中的多个模块中的其它模块中的至少一个检测到。

其中，所述第一单元包括能量储存单元，所述能量储存单元被配置成提供无功功率以用于产生所述AC分量。

其中，所述第二单元被配置成：产生补偿AC分量，以消除所述HVDC电力线上所加入的AC分量；以及基于所产生的补偿AC分量，确定所述第一单元的状态。

其中，所述第二单元被配置成识别所述补偿AC分量的频率、幅值和相位中的至少一个，以确定所述第一单元的状态。

其中，所加入的AC分量包括指示所述第一单元的状态的多个编码周期。

其中，所述第二单元包括控制单元，所述控制单元基于所述第一单元的状态，调节所述HVDC电力线中的DC电压和DC电流中的至少一个。

其中，所述第一单元耦连到包括石油和燃气设备的至少一个电力负荷。根据本公开的另一方面，提出了一种方法。所述方法包括：通过第一单元产生交流(AC)分量，其中，所述AC分量指示所述第一单元的状态。进一步地，所述方法包括通过所述第一单元将AC分量加入到耦连于所述第一单元和第二单元之间的高压直流(HVDC)电力线。同样，所述方法包括通过所述第二单元检测在所述HVDC电力线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分量确定所述第一单元的状态。

其中，向所述HVDC电力线加入所述AC分量包括以如下方式将所述AC分量加入到所述HVDC电力线，所述方式是所述AC分量不可被所述第一单元中的其它模块和调节器中的至少一个检测到。

其中，向所述HVDC电力线加入所述AC分量包括以如下方式将所述AC分量加入到所述HVDC电力线，所述方式是所述HVDC电力线中的直流(DC)链接电流在所述第一单元和所述第二单元之间保持恒定。