【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传输供电，尤其涉及一种供电系统及可适应负载大范围阻值变化的单线供电方法。
技术介绍
1、水下负载可以用于在水下检测水下环境数据。水下供电系统可以基于水的导电性，向水下负载提供电能，以满足水下负载持续在水下工作的需求。
2、但是，由于水下环境具有不确定性，水下环境的变化会导致水下负载的阻值发生变化，从而影响水下供电系统的供电效率。在相关技术中，水下供电系统不能很好的适应水下负载的阻值的变化，存在供电效率较低的不足。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种供电系统，被配置为向水下负载供电，上述供电系统包括：供电装置，设置在水上，上述供电装置被配置为提供电能；耦合装置，设置在水下，上述耦合装置包括：第一耦合部，上述第一耦合部与上述供电装置连接，上述第一耦合部包括串联的n个第一线圈，其中，n为大于或等于1的整数；第二耦合部，上述第二耦合部包括n个第二线圈，上述n个第二线圈分别与上述n个第一线圈耦合，每个上述第二线圈与上述水下负载串联或并联；上位机，被配置为控制上述n个第二线圈均与上述水下负载串联，使上述供电系统进入第一工作模式；或控制上述n个第二线圈均与上述水下负载并联，使上述供电系统进入第二工作模式；或控制上述n个第二线圈中的部分第二线圈串联形成第一模组，除上述部分第二线圈外的其它上述第二线圈串联形成第二模组，且上述第一模组和上述第二模组均与上述水下负载并联，使上述供电系统进入第三工作模式。
2、可选地，供电系统还包括n-1个第一开关、n-
3、可选地，上述上位机通过控制上述n-1个第一开关均闭合、上述n-1个第二开关均断开和上述n-1个第三开关均断开，使上述供电系统进入第一工作模式。
4、可选地，上述上位机通过控制上述n-1个第一开关均断开、上述n-1个第二开关均闭合和上述n-1个第三开关均闭合，使上述供电系统进入第二工作模式。
5、可选地，上述上位机通过控制第m个第一开关断开、第m个第二开关闭合、第m个第三开关闭合，以及除上述第m个第一开关外的n-2个第一开关均闭合、除上述第m个第二开关外的n-2个第二开关均断开、除上述第m个第三开关外的n-2个第三开关均断开，使上述供电系统进入第三工作模式，其中，m大于或等于1，且m小于或等于n-1。
6、可选地，供电系统还包括：第一电缆部，位于上述供电装置和上述耦合装置之间；第二电缆部，由第n个第二线圈的第二端延伸出上述耦合装置；第一电极，与上述供电装置连接，并位于水下；第二电极，与上述第二电缆部的远离上述耦合装置的一端连接；其中，上述第一电极基于水的导电性与上述第二电极连接，以在上述第一电极和上述第二电极之间形成回线。
7、本专利技术还提供了一种可适应负载大范围阻值变化的单线供电方法，适用于上述描述的供电系统，上述单线供电方法包括：获取当前时刻下水下负载的当前负载阻值；基于上述当前负载阻值，分别确定上述供电系统在第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式下各自的当前总供电效率；基于上述供电系统在第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式下各自的当前总供电效率，从上述第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式中确定目标工作模式；控制供电装置基于上述目标工作模式向上述水下负载供电。
8、可选地，上述基于上述当前负载阻值，分别确定上述供电系统在第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式下各自的当前总供电效率，包括：基于上述当前负载阻值，确定与备选工作模式对应的耦合装置的反射阻抗，其中，上述备选工作模式为上述第一工作模式、上述第二工作模式或上述第三工作模式；基于上述反射阻抗、上述供电装置的阻值、第一电缆部的阻值、第二电缆部的阻值以及回线的阻值，确定与上述备选工作模式对应的当前输入传输效率，其中，上述当前输入传输效率表征电能由供电装置传输至第一耦合部的效率；基于上述反射阻抗以及上述第一耦合部的阻值，确定与上述备选工作模式对应的当前耦合传输效率，其中，上述当前耦合传输效率表征电能由第一耦合部传输至第二耦合部的效率；基于上述当前负载阻值以及与上述备选工作模式对应的第二耦合部的阻值，确定与上述备选工作模式对应的当前输出传输效率，其中，上述当前输出传输效率表征电能由第二耦合部传输至水下负载的效率；基于上述当前输入传输效率、上述当前耦合传输效率和上述当前输出传输效率，确定与上述备选工作模式对应的当前总供电效率，得到上述供电系统在第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式下各自的当前总供电效率。
9、本专利技术还提供了一种可适应负载大范围阻值变化的单线供电方法，适用于上述描述的供电系统，上述单线供电方法包括：基于当前时刻下上述水下负载的当前负载阻值、第一阈值表达式和第二阈值表达式，确定第一阈值和第二阈值；其中，上述第一阈值表达式表征第一映射曲线和第三映射曲线的交点；第二阈值表达式表征第二映射曲线和第三映射曲线的交点；上述第一映射曲线表征在第一工作模式下，水下负载的当前负载阻值与上述供电系统的当前总供电效率的映射关系；上述第二映射曲线表征在第二工作模式下，水下负载的当前负载阻值与上述供电系统的当前总供电效率的映射关系；上述第三映射曲线表征在第三工作模式下，水下负载的当前负载阻值与上述供电系统的当前总供电效率的映射关系；基于上述当前负载阻值、上述第一阈值和上述第二阈值，确定目标工作模式；控制供电装置基于上述目标工作模式向上述水下负载供电。
10、可选地，在上述当前负载阻值小于或等于上述第一阈值的情况下，确定上述目标工作模式为上述第一工作模式；在上述当前负载阻值大于或等于上述第二阈值的情况下，确定上述目标工作模式为上述第二工作模式；在上述当前负载阻值大于上述第一阈值，且小于上述第二阈值的情况下，确定上述目标工作模式为上述第三工作模式。
11、根据本专利技术实施例，通过控制n个第二线圈均与水下负载串联，可以使供电系统进入第一工作模式。通过控制n个第二线圈均与水下负载并联，可以使供电系统进入第二工作模式。控制n个第二线圈中的部分第二线圈串联形成第一模组，除部分第二线圈外的其它第二线圈串联形成第二模组，且第一模组和第二模组均与水下负载并联，可以使供电系统进入第三工作模式。即可以使供电系统在不同工作模式下向水下负载供电，以适应水下负载的阻值变化，保障供电系统具有较高的总供电效率。
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1.一种供电系统，其特征在于，被配置为向水下负载供电，所述供电系统包括：
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括n-1个第一开关、n-1个第二开关和n-1个第三开关；
3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述上位机通过控制所述n-1个第一开关均闭合、所述n-1个第二开关均断开和所述n-1个第三开关均断开，使所述供电系统进入第一工作模式。
4.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述上位机通过控制所述n-1个第一开关均断开、所述n-1个第二开关均闭合和所述n-1个第三开关均闭合，使所述供电系统进入第二工作模式。
5.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述上位机通过控制第m个第一开关断开、第m个第二开关闭合、第m个第三开关闭合，以及除所述第m个第一开关外的n-2个第一开关均闭合、除所述第m个第二开关外的n-2个第二开关均断开、除所述第m个第三开关外的n-2个第三开关均断开，使所述供电系统进入第三工作模式，其中，m大于或等于1，且m小于或等于n-1。
6.根据权利要求1所述的供电系统，其特
7.一种可适应负载大范围阻值变化的单线供电方法，其特征在于，适用于上述权利要求1至6中任一项所述的供电系统，所述单线供电方法包括：
8.根据权利要求7所述的可适应负载大范围阻值变化的单线供电方法，其特征在于，所述基于所述当前负载阻值，分别确定所述供电系统在第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式下各自的当前总供电效率，包括：
9.一种可适应负载大范围阻值变化的单线供电方法，其特征在于，适用于上述权利要求1至6中任一项所述的供电系统，所述单线供电方法包括：
10.根据权利要求9所述的可适应负载大范围阻值变化的单线供电方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种供电系统，其特征在于，被配置为向水下负载供电，所述供电系统包括：
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括n-1个第一开关、n-1个第二开关和n-1个第三开关；
3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述上位机通过控制所述n-1个第一开关均闭合、所述n-1个第二开关均断开和所述n-1个第三开关均断开，使所述供电系统进入第一工作模式。
4.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述上位机通过控制所述n-1个第一开关均断开、所述n-1个第二开关均闭合和所述n-1个第三开关均闭合，使所述供电系统进入第二工作模式。
5.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述上位机通过控制第m个第一开关断开、第m个第二开关闭合、第m个第三开关闭合，以及除所述第m个第一开关外的n-2个第一开关均闭合、除所述第m个第二开关外的n-2个第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李醒飞，潘硕，徐佳毅，庞水，李洪宇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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