[发明专利]基于高压直流变换技术的海底观测网多模块电源系统

说明书

本发明公开了一种基于高压直流变换技术的海底观测网多模块电源系统，包括高压自启动电源、主辅助电源和多个水下电源模块；水下电源模块包括高压隔离采样模块、主功率电压转换模块和水下电源控制器模块；高压自启动电源的输入端电连接海底电缆的电压输入端，高压自启动电源的输出端与主辅助电源的输出端并联构成电压母线；电压母线分别与每个水下电源模块的水下电源控制器模块和主功率电压转换模块的内部辅助电源电连接；各个水下电源模块的输入端用于串联后电连接海底电缆的电压输入端。本发明的技术方案旨在于电源系统设置多个主控制器，避免设置一个主控制器的情况下，当主控制器出现故障时上位机将无法监控当前电源系统的问题。

技术领域

本发明涉及电源系统技术领域，尤其涉及一种基于高压直流变换技术的海底观测网多模块电源系统。

背景技术

目前，海洋资源有着巨大的开发潜力和研究价值，是具有战略意义的新兴领域。相关海底用电设备的探测时间要求越来越长，功耗也越来越大。因此只有通过海底观测网的高压直流供电网络持续供电，才能实现大量海底用电设备长期稳定运行的要求。水下高压直流变换电源作为海底观测网中的高压直流变换装置，将岸基高压电源输出的数千伏高压直流电变换为数百伏的中压直流电，为相关海底用电设备提供持续的恒压供电。

现有的海底观测网高压直流变换装置中，内部的各模块供电系统以及单个主功率电压转换模块与其自身的单模块控制器并没有实现完全的电气隔离，因此只能采用一个主控制器通过光纤隔离传输以监控多个单模块控制器，随着主功率电压转换模块的增多将造成监控响应速率下降，当主控制器出现故障时，上位机将无法监控当前电源系统。因此提高海底观测网多模块电源系统的实时响应速度、可靠性和冗余性具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于高压直流变换技术的海底观测网多模块电源系统，旨在避免设置一个主控制器的情况下，当主控制器出现故障时上位机将无法监控当前电源系统的问题。

为实现上述目的，本发明提供的基于高压直流变换技术的海底观测网多模块电源系统包括高压自启动电源、主辅助电源和多个水下电源模块；每个所述水下电源模块分别包括高压隔离采样模块、主功率电压转换模块和水下电源控制器模块；所述水下电源控制器模块包括模块控制器和总控制器；所述主功率电压转换模块与所述水下电源控制器模块电连接；

所述高压自启动电源的输入端电连接海底电缆的电压输入端，所述高压自启动电源的输出端与所述主辅助电源的输出端并联构成电压母线；

所述电压母线分别与每个所述水下电源模块的所述水下电源控制器模块和所述主功率电压转换模块的内部辅助电源电连接；

各个所述水下电源模块的输入端用于串联后电连接所述海底电缆的电压输入端，所述主功率电压转换模块用于将所述电压输入端的输入电压降压为水下负载所需的恒压输出电压，各所述主功率电压转换模块并联构成恒压输出母线，用于为水下负载和所述主辅助电源供电；

所述高压隔离采样模块的一端电连接所述主功率电压转换模块的输入端，用以高隔离采样输入电压；所述高压隔离采样模块的另一端与所述模块控制器电连接；

所述水下电源模块还包括投切电路和投切电源；所述电压母线还与每个所述水下电源模块的所述投切电源电连接；所述投切电源的输出端电连接所述投切电路，用于为投切电路提供电压；各个所述水下电源模块分别通过内部设置的所述投切电路的输入端串联后连接所述海底电缆的电压输入端；所述投切电路分别与所述水下电源控制器模块和所述主功率电压转换模块电连接，用于提高所述海底观测网多模块电源系统的冗余性，以及用于所述水下电源模块中的故障模块切出；