【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海底光缆网远程供电领域，更具体地，涉及一种海底综合信息传输网分布式供电系统及供电保护方法，可应用于海底栅格型光缆网络的水下恒流远程供电应用场合。
技术介绍
1、海底光缆传输网以海底主干节点为枢纽，以海底光电复合缆为传输通道，布置在海底及海水中的各类传感器/探测设备接连在海底网络节点，从而形成一个可实现信息传输和电能供给的海底网络。它能长期、实时、准确、全面地获取各种海洋环境、目标活动等信息，为海洋环境保护、海洋资源开发利用、国防安全等方面提供稳定的信息和能源支撑保障。
2、海底远程供电系统则是海底光缆传输网络的关键分系统之一，提供远距离、稳定、持续电能，是海底光缆网正常运行的先决条件。海底远程供电技术采用直流高压输电方式，将岸基电能通过海底光电复合缆传输至远距离海底节点，经过海底节点电能变换，转换为各接入业务设备所匹配的电能。根据传输线路承载电能类型，可分为恒压供电与恒流供电两大类。
3、对于恒压供电网络，岸基电源供给传输网络恒压电能，保持传输线路电压稳定，水下节点并联方式挂接在传输网络上。该种供电体制优点是传输功率容量大、容易分支可扩展性强，主要用于海底科学观测网这种开放型网络，方便业务扩展。但是存在以下难题：1)每条支路均承担高电压，须在水下节点处设计大变比降压变换电源设备，将高压转换为中低压；2)一旦系统某个单元发生故障，如海缆断路故障，节点电压下降会导致整个系统瞬间崩溃。
4、另一种则为海底恒流供电系统。岸基电源供给传输网络恒流电能，保持传输线路电流稳定，水下各节点输入端
5、随着海底光缆网络的业务需求以及规模扩大，产生了海底观测网、水下信息网等新型海底光缆网络形态。海底光缆网络拓扑从单端树型、双端环形逐渐向栅格状拓扑发展。栅格型海底光缆网可实现多路由的光电协同组网传输，抵抗多点故障，具备较强的抗毁顽存能力，是下一代新型海光缆网络发展方向。如何构建与相适应的高可靠恒流供电系统，已成为新型海底光缆网络发展的瓶颈问题。
6、由具备恒供电能力的海底光缆栅格网拟应用于南海海底信息网建设，构建水下信息、能源互联网，对于水下潜艇及其他平台的互联互通、大容量数据高速传输，大功率能源水下补给，具有重要军事应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种海底综合信息传输网分布式供电系统及供电保护方法，所提出的栅格型恒流供电网络架构采用了两级分层设计，分为骨干供电网络和接入配电网络两个层次，使得骨干传输网络架构保持相对独立稳定，同时接入配电网络满足业务用户的灵活接入和业务扩展需求。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种海底综合信息传输网分布式供电系统，包括骨干供电网络和接入配电网络，所述骨干供电网络和所述接入配电网络的连接枢纽为骨干节点，所述骨干供电网络包括多个岸基高压供电电源pfe、多个骨干节点和主干海缆，每一个所述岸基高压供电电源pfe通过主干海缆连接一个骨干节点，多个所述骨干节点之间通过主干海缆形成多条纵向主干链路和多条横向主干链路，形成栅格型架构的骨干供电网络，所述接入配电网络包括多个骨干节点、多个接入节点和接入海缆，所述接入配电网络的多个骨干节点为所述骨干供电网络中的最后一条横向主干链路上的多个骨干节点，所述骨干节点通过分支海缆连接所述接入节点，所述接入节点通过双极性缆接入多个业务设备。
3、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
4、可选的，每一个所述骨干节点提供4个主干接口，每一个所述骨干节点通过4个主干接口与其它骨干节点连接，且两个骨干节点之间通过主干海缆连接，多条纵向主干链路和多条横向主干链路。
5、可选的，每一个骨干节点包括两个输出端口，每一个接入节点包括两个输入端口，每一个骨干节点通过两个输出端口分别与两个接入节点的一个输入端口连接，每一个接入节点通过双极性缆连接多个业务设备。
6、可选的，所述骨干供电网络呈梯形长条结构，在大陆或岛礁侧布设两个岸基站，骨干节点分布在梯形交叉点上，形成从大陆到深海的具有一定覆盖宽度的带状区域。
7、可选的，所述纵向主干链路为i级供电链路，所述横向主干链路为横向保护链路，岛礁岸基高压供电电源pfe两两配合，形成正负极双端供电环路，所有骨干节点均串联在i级供电链路上。
8、可选的，所述岸基高压供电电源pfe将陆地电网电能转换为高压恒流电能，通过栅格型海缆，传输给水下各个骨干节点；
9、骨干节点具备恒流电能分支功能，将任意一路恒流电能变换为其他三个方向的恒流电能，实现主干恒流电能的路由调度，使得骨干供电网络具备多路由调度供电能力；
10、骨干供电网络的最后一条横向主干链路上的骨干节点进行水下电能转换，将主干海缆输入的恒流电能分流为两路电气隔离的恒流电能输出，输出端口通过分支海缆给接入配电网络供电；
11、接入节点进行水下电能转换，将输入恒流电能转化为中低压直流恒压电能输出，通过双极性缆给业务设备供电。
12、根据本专利技术的第二方面，提供一种海底综合信息传输网分布式供电系统的供电保护方法，包括：
13、正常工作时纵向主干链路进行电能输送；
14、在海光缆或骨干节点出现故障，导致局部线路中断时，则靠近故障区域的正常骨干节点启动分支器，从纵向正常链路取电，向横向保护链路供电，建立新的供电路由，将出现故障的主用纵向供电路由倒换到备用横向供电路由，恢复业务设备供电，所述纵向正常链路即为纵向主干链路。
15、可选的，根据故障类型，采取相应的供电保护，包括：
16、若是单岸基高压供电电源发生故障，则另一端岸基高压供电电源pfe自动调整输出电压，各骨干节点电能分支器不启动，各骨干节点由纵向正常链路供电；
17、若是单段海缆发生故障，则两端岸基高压供电电源pfe自动调整输出电压，各骨干节点电能分支器不启动，各骨干节点由纵向正常链路供电，其中，纵向正常链路在海缆故障点处分为两段；
18、若是两段海缆发生故障，故障区域的骨干节点成为孤立节点，则相邻骨干节点启动电能分支器和横向保护链路；相邻骨干节点的电能分支器从纵向正常链路取电，产生一路电气隔离的恒流电能给横向保护链路，相邻骨干节点从横向保护链路取电，恢复供电。
19、本专利技术提供的一种海底综合信息传输网分布式供电系统及供电保护方法，提出的栅格型恒流供电网络架构采用了两级分层设计，分为骨干供电网络和接入配电网络两个层次，使得骨干传输网络架构保持相对独立稳定，同时接入配电网络满足业务用户的灵活接入和业务扩展需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种海底综合信息传输网分布式供电系统，其特征在于，包括骨干供电网络和接入配电网络，所述骨干供电网络和所述接入配电网络的连接枢纽为骨干节点，所述骨干供电网络包括多个岸基高压供电电源PFE、多个骨干节点和主干海缆，每一个所述岸基高压供电电源PFE通过主干海缆连接一个骨干节点，多个所述骨干节点之间通过主干海缆形成多条纵向主干链路和多条横向主干链路，形成栅格型架构的骨干供电网络，所述接入配电网络包括多个骨干节点、多个接入节点和分支海缆，所述接入配电网络的多个骨干节点为所述骨干供电网络中的最后一条横向主干链路上的多个骨干节点，所述骨干节点通过分支海缆连接所述接入节点，所述接入节点通过双极性缆接入多个业务设备。
2.根据权利要求1所述的海底综合信息传输网分布式供电系统，其特征在于，每一个所述骨干节点提供4个主干接口，每一个所述骨干节点通过4个主干接口与其它骨干节点连接，且两个骨干节点之间通过主干海缆连接，多条纵向主干链路和多条横向主干链路。
3.根据权利要求1所述的海底综合信息传输网分布式供电系统，其特征在于，每一个骨干节点包括两个输出端口，每一个接入节点包括两个
4.根据权利要求1所述的海底综合信息传输网分布式供电系统，其特征在于，所述骨干供电网络呈梯形长条结构，在大陆或岛礁侧布设两个岸基高压供电电源PFE，所有的骨干节点分布在梯形长条结构的交叉点上，形成从大陆到深海的具有一定覆盖宽度的带状区域。
5.根据权利要求4所述的海底综合信息传输网分布式供电系统，其特征在于，所述纵向主干链路为I级供电链路，所述横向主干链路为横向保护链路，岛礁的两个岸基高压供电电源PFE两两配合，形成正负极双端供电环路，所有骨干节点均串联在I级供电链路上。
6.根据权利要求1-4任一项所述的海底综合信息传输网分布式供电系统，其特征在于，所述岸基高压供电电源PFE将陆地电网电能转换为高压恒流电能，通过栅格型海缆，传输给水下各个骨干节点；
7.一种权利要求1所述的海底综合信息传输网分布式供电系统的供电保护方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的供电保护方法，其特征在于，当海光缆或骨干节点出现故障，导致局部线路中断时，根据故障类型，采取相应的供电保护，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种海底综合信息传输网分布式供电系统，其特征在于，包括骨干供电网络和接入配电网络，所述骨干供电网络和所述接入配电网络的连接枢纽为骨干节点，所述骨干供电网络包括多个岸基高压供电电源pfe、多个骨干节点和主干海缆，每一个所述岸基高压供电电源pfe通过主干海缆连接一个骨干节点，多个所述骨干节点之间通过主干海缆形成多条纵向主干链路和多条横向主干链路，形成栅格型架构的骨干供电网络，所述接入配电网络包括多个骨干节点、多个接入节点和分支海缆，所述接入配电网络的多个骨干节点为所述骨干供电网络中的最后一条横向主干链路上的多个骨干节点，所述骨干节点通过分支海缆连接所述接入节点，所述接入节点通过双极性缆接入多个业务设备。
2.根据权利要求1所述的海底综合信息传输网分布式供电系统，其特征在于，每一个所述骨干节点提供4个主干接口，每一个所述骨干节点通过4个主干接口与其它骨干节点连接，且两个骨干节点之间通过主干海缆连接，多条纵向主干链路和多条横向主干链路。
3.根据权利要求1所述的海底综合信息传输网分布式供电系统，其特征在于，每一个骨干节点包括两个输出端口，每一个接入节点包括两个输入端口，每一个骨干节点通过两个输出端口...
【专利技术属性】
技术研发人员：何如龙，隗小斐，赵锦波，张青春，沈钊，舒欣，阳欢，喻鹏，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。