CN102801177B - 用于直流电力传输的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及并公开了一种直流(DC)电力传输系统(10)。该DC电力传输系统包括第一多个串联连接的电力采集系统(12)和至少一个超导DC导体(32)，该导体耦连到多个串联连接的电力采集系统，并被配置成将由多个电力采集系统产生的电力传输到远程负载(42)。

Description

用于直流电力传输的方法和系统
技术领域
本发明涉及多个远程发电系统的电力传输，且更具体地涉及通过超导DC电缆传输系统将电力从发电系统直流(DC)传输到远程位置。
背景技术
在分布式发电应用中，发电位置远离可用电网或负荷点，大量电力通常通过远距离传输。在近海风场中，例如，由各个风力涡轮发电机产生的电力通常由电力电子变换器处理，以将可变电压可变频率的输出转换成固定电压固定频率的输出。各个风力涡轮发电机以不同速度工作，因此每个发电机的输出频率可能不同。当交流(AC)传输系统用来将所产生的电力传输到陆上电网时，各个发电机的输出必须同步到公用电网频率，再将电力施加到电网上。由涡轮机产生的电力然后由采集系统采集在一起，采集系统包括变压器和开关装置以隔离各个涡轮机并将电压升高到通常几十千伏。采集系统用电缆连接到近海子站，子站将电压进一步升高到通常几百千伏(kV)。然后通过海底电缆传输到陆上子站，在此通过隔离开关装置和变压器耦连到陆上电网。
对于远距离传输大功率的应用，传统的高压交流(HVAC)传输提出了技术挑战性。而且，HVAC传输线不便于用在稠密人口区，不是必须用海底电缆进行电力传输的近海风场的有效解决方案。电容使充电电流沿AC电缆的长度流动。因此AC电缆必须传送此电流以及有用的源电流，此物理局限性降低了AC电缆的源传送能力。因为电容沿电缆的整个长度分布，所以较长的长度导致较高电容并产生较高充电电流。为了传输充电电流和有用的源电流，AC电缆必须超过额定值，这增加了AC电缆的成本。由于增加电缆系统的设计电压以使得线路损耗和压降减到最小，充电电流也增大了。
在远距离上DC传输可以比AC传输更高效。中压(MV)或高压(HV)DC传输通常需要能在HVAC和HVDC之间转换的电力电子变换器。利用DC传输的发电系统通常包括多个并联耦连、电压控制的AC-DC变换器。DC电缆上的电力传输的电压水平保持基本恒定，而电流水平根据多个发电机的功率输出而变化。如果电压控制系统中出现故障，则电压水平保持基本恒定，而电流可快速增加。尽管DC采集和传输系统相比AC系统有几处优点，但电压控制DC传输系统最常用于军事和研究应用，其原因是由于并联DC拓扑中高的短路电流而需要费用高的开关装置来执行中断功能。
而且，由于大电流电力传输不如高电压电力传输那样高效，所以高电压通常用在高功率传输中，例如在几百千伏(kV)的范围内传输几百兆瓦(MW)的功率。通常，HVDC电力转换由于高电力传输所需的传输电压的水平，费用高且复杂，尤其是在高功率水平时。例如，对不超过例如300MW的大功率传输的可接受传输损耗，可能需要200kV以上的传输电压。
高温超导(HTS)电缆用于AC电力传输以及DC电力传输。HTS电缆具有高的传导性，因此具有低传输损耗，这降低了远距离电力传输所需的传输电压水平。HTS AC电缆相比HTSDC电缆的费用要高。而且，被配置成传输电流变化的功率的HTS DC电缆比被配置成传输基本恒定电流的功率的HTS DC电缆更加复杂，费用更高。变化的电流在HTS DC电缆中产生变化的磁场，这产生涡流损耗，降低电力传输效率。在电压控制的DC传输系统中，电流可能有足够大的变化从而防止使用HTS DC电缆的高效电力传输。
发明内容
在一个方面，提供了一种直流(DC)电力传输系统。该系统包括第一多个串联连接的电力采集系统和至少一个超导DC导体，该导体耦连到多个串联连接的电力采集系统，并被配置成将由多个电力采集系统产生的电力传输到远程负载。所述多个串联连接的电力采集系统中的每个电力采集系统都包括电源和交流AC-直流DC变换器。所述电源包括风力涡轮发电机。所述AC-DC变换器和所述至少一个超导DC导体串联耦连以形成第一传输电路。所述AC-DC变换器被控制以向所述至少一个超导DC导体输出基本恒定电流。所述DC电力传输系统进一步包括控制器，所述控制器耦连到所述AC-DC变换器，并被配置成控制由所述AC-DC变换器输出的电流的水平。
所述DC电力传输系统进一步包括超导直流DC导体连接器，所述连接器被配置成将所述AC-DC变换器耦连到所述至少一个超导DC导体。所述超导DC导体连接器进一步将第二多个串联连接的电力采集系统耦连到所述至少一个超导DC导体。
所述DC电力传输系统进一步包括至少一个隔离开关，所述隔离开关耦连在所述AC-DC变换器的输出端之间，并被配置成在相应的电力采集系统中出现故障的情况下隔离所述电源。所述AC-DC变换器的第一AC-DC变换器被配置成当所述AC-DC变换器的另一个的输出端短路时，独立地保持工作。所述至少一个超导DC导体包括由液态冷却剂冷却的第一组导体和第二组导体。
所述至少一个超导DC导体被配置成以中等电压水平传输高功率。所述至少一个超导DC导体被配置成以至少大约200兆瓦的功率传输，其中所述功率的电压水平大约在10千伏和20千伏之间。
在另一方面，提供了一种用于直流(DC)电力传输的方法。该方法包括：将第一多个电力采集系统与至少一个超导DC导体串联耦连，以形成第一传输电路来将电力传输到远程负载。该方法还包括配置所述第一多个电力采集系统以向所述第一传输电路提供基本恒定电流。
所述的方法中所述多个电力采集系统中的每一个都包括至少一个电源和AC-DC变换器，其中将多个电力采集系统与至少一个超导DC导体串联耦连包括将多个AC-DC变换器的输出串联耦连以形成所述第一传输电路，其中所述多个AC-DC变换器中的每一个被配置成接收至少一个电源的电力输出。
所述多个AC-DC变换器中的每一个包括耦连到DC环节的输出端，所述方法进一步包括配置所述多个AC-DC变换器中的每一个以使所述输出端短路，并在关联的电力采集系统中出现故障时从所述DC环节去耦所述AC-DC变换器。
所述方法进一步包括配置超导DC导体连接器以将所述第一电力采集系统和第二电力采集系统耦连到所述至少一个超导DC导体，其中与所述至少一个超导DC导体串联耦连的第二多个电力采集系统形成第二传输电路，以将电力传输到远程负载。所述方法进一步包括配置所述至少一个超导DC导体，从而以中等电压水平传输高功率。
所述方法进一步包括配置所述至少一个超导DC导体以至少大约200兆瓦的功率传输，其中所述功率的电压水平大约在10千伏和20千伏之间。
在又一方面，提供了一种直流(DC)电力传输系统。该系统包括：第一风力涡轮发电机，所述第一风力涡轮发电机耦连到第一交流(AC)-直流(DC)变换器。所述系统还包括第二风力涡轮发电机，所述第二风力涡轮发电机耦连到第二AC-DC变换器。所述系统还包括至少一个超导DC导体，所述超导DC导体与所述第一AC-DC变换器和所述第二AC-DC变换器串联耦连，并被配置成将由所述第一风力涡轮发电机和所述第二风力涡轮发电机中至少一个产生的电力传输到远程负载。
附图说明
图1为示例性发电和传输系统的框图。
图2为可包括在图1发电和传输系统中的示例性电力采集系统的框图。
图3为与图1发电和传输系统一起使用的示例性超导直流电缆的横截面视图。
图4为图1所示发电和传输系统的一部分的可替代实施例的电路图。
图5为使用图1所示发电和传输系统来传输电力的示例性方法的流程图。
附图标记列表：
具体实施方式
本发明描述的方法和系统有利于从源到负载传输电力。更具体地，电力传输系统被配置成使电力以基本恒定电流传输，这有利于使用超导直流(DC)电缆。本发明描述的方法和系统以中等电压水平传输DC功率，与高压DC(HVDC)电力传输相比，简化了DC采集器系统。简化的DC采集器系统包括风力涡轮机之间的单导体DC互联电缆，费用相比三相电缆更低，便于使用更简单和更小的涡轮机级的变换器。而且，采集器系统中不需要涡轮机级的变压器和断路器。
本发明中描述的方法和系统的技术效果包括以下中的至少一个：(a)将第一多个串联的电力采集系统与至少一个超导DC导体耦连以形成第一传输电路来将电力传输到远程负载；和(b)配置第一多个电力采集系统以向第一传输电路提供基本恒定的电流。
图1为示例性发电和传输系统的框图。在示例性实施例中，系统10包括第一多个电力采集系统12、第二多个电力采集系统14、第三多个电力采集系统16和第四多个电力采集系统18。而且，在示例性实施例中，第一多个电力采集系统12包括第一电力采集系统20、第二电力采集系统22、第三电力采集系统24和第四电力采集系统26。每个电力采集系统12、14、16和18耦连到超导直流(DC)导体连接器30。例如，第一多个电力采集系统12通过第一导体32耦连到超导DC导体连接器30，第一导体例如为单相DC互联电缆，在本发明中也称为第一DC环节。同样，第二多个电力采集系统14通过第二导体34耦连到连接器30，第三多个电力采集系统16通过第三导体36耦连到连接器30，第四多个电力采集系统18通过第四导体38耦连到连接器30。尽管在本发明中描述为包括四组电力采集系统，但系统30可包括使系统10如本发明中描述运行的任意适当数目的电力采集系统。
在示例性实施例中，超导DC导体连接器30耦连到至少一个高温超导DC导体40，以将系统12、14、16和18产生的电力传输到远程位置42。远程位置42可包括DC-AC逆变器44和变压器46以调节通过DC导体40接收的电力，从而施加到负载，例如AC电网48。在示例性实施例中，超导DC导体连接器30降低导体32、34、36和38的温度，并将导体32、34、36和38耦连到超导DC导体40。而且，在示例性实施例中，至少一个超导DC导体40包括于超导DC电缆中，该超导DC电缆包括多个电隔离超导DC导体。每个DC环节之间的电隔离使每个DC环节独立于DC环节操作。例如，所有DC环节内的电流可基本相等，但是，每个DC环节可具有不同的DC环节电压。
在示例性实施例中，第一电力采集系统20包括耦连到第一AC-DC电力变换器54的至少一个电源52。而且，第二电力采集系统22包括耦连到第二AC-DC电力变换器58的至少一个电源56，第三电力采集系统24包括耦连到第三AC-DC电力变换器62的至少一个电源60，第四电力采集系统26包括耦连到第四AC-DC电力变换器66的至少一个电源64。
在该示例性实施例中，AC-DC电力变换器54、58、62和66各自的DC输出端70、72、74和76与超导DC电缆连接器30串联耦连，以形成第一电力传输电路90。尽管图示为将第一电源连接到第一电路90，但每个AC-DC电力变换器54、58、62和/或66可将多个电源耦连到第一电路90。而且，尽管描述为包括四个电源和四个AC-DC电力变换器，但第一电路90可包括任意适当数目的串联电源和AC-DC电力变换器。而且，在示例性实施例中，一旦接收断开命令信号，每个AC-DC电力变换器54、58、62和66被配置成将电力变换器的相应DC输出端70、72、74和76短路。例如，使AC-DC电力变换器54的输出端70短路将AC-DC电力变换器54从第一电力传输系统90断开，而不中断AC-DC电力变换器58、62和66的操作。断开AC-DC电力变换器54有利于防止AC-DC电力变换器54和/或电源52的内部故障损坏第一电路90中的其它组件。此特征能够去掉或减少DC断路器。而且，通过将AC-DC电力变换器54、56、62和66串联连接，各个AC-DC电力变换器的额定电压不必太高。例如，在一个实施例中，额定电压小于或等于大约10千伏(kV)至20千伏kV。在另一实例中，额定电压小于或等于大约30千伏。
在该示例性实施例中，第一多个电力采集系统12是电流控制的。电流控制防止第一电路90中的电流快速上升，提供故障保护。而且，控制第一电路90中的电流使其基本恒定便于使用超导DC电缆40。超导DC电缆40中出现的低传输损耗可以经济地以中等电压水平(例如10kV和20kA)传输高功率，例如200MW。而且，在该示例性实施例中，超导DC电缆连接器30将电力采集系统12、14、16和18耦连到DC电缆40。每个电力采集系统12、14、16和18可输出10kV和20kA的功率，其中DC电缆40可向远位置42传输800MW。
在第一电力传输电路90中，进入、离开每个AC-DC电力变换器54、56、62和66的电流等于发电和传输系统10的电源侧提供的电流。换言之，AC-DC电力变换器54、58、62和66保持系统DC环节32上的电流(IA)。系统DC环节32上的命令电流(IA)的选择以能满足为支持AC-DC电力变换器54、58、62和66中任意一个需要的最大电流中需要的最小电流，以向远程位置42提供适当功率。因此，系统10在电源52、56、60和64具有基本相同的功率输出能力时是最高效的。反馈回路可用来使控制器100能够确定系统DC环节32的电流命令。在该示例性实施例中，控制器100将系统DC环节32内的电流(IA)驱动到命令值。如上述指出的，命令值通常取决于电源需求，并可随时调节以适应变化的需求。在示例性实施例中，控制器100通过导体和/或通过无线通信以通信方式耦连到变换器54、58、62和66。在可替代实施例中，第一电路90中的电流被DC-AC逆变器44控制。DC-AC逆变器44对电流的控制不要求与各个变换器54、58、62和66进行反馈通信。
DC电力传输特别用于传输具有至少中等DC电压水平(例如，至少10kV)的大电功率。通常，从电力采集系统12到位置42的距离在大于20千米时是遥远或远程的。但是，被认为的“遥远”根据系统的功率需求而变化。此外，在一些应用中，使用DC电力传输将AC-DC电力变换器54、58、62和66串联的好处并不由远距离确定。当用来从位于近海的源供应电力时，图1的实施例预期会降低成本、复杂性和电力转换设备所需的空间。例如，通过减少系统10中的若干组件(诸如断路器、变压器和连接器)，可以降低成本、复杂性和所需空间。
在示例性实施例中，一个或多个电源52、56、60和64包括风力涡轮发电机，或更具体地是位于海上的风力涡轮机的发电机。尽管在本发明中是参照从海上风场向陆上电力系统传输电力，但本发明描述的方法和系统一般可应用于任何电力传输或配电应用。
在示例性实施例中，AC-DC电力变换器54、58、62和66是三相电力变换器。在更具体的实例中，电力变换器包括两电平变换器、三电平变换器或两电平变换器和三电平变换器的组合。在其它实例中，可以使用更高的电平数。在可替代实施例中，串联连接的AC-DC电力变换器54、58、62和66中的每个可以交错方式控制，在电力系统中不用使用滤波器，提高了电能质量。而且，尽管在图1中没有示出，变压器可耦连在例如电源52和AC-DC变换器54之间，以提高提供给AC-DC变换器54的功率的电压水平。
图2是电力采集系统20(图1所示)的一个示例性实施例的框图，它可包括于发电和传输系统10(图1所示)中。在示例性实施例中，AC-DC电力变换器54包括整流器部分104和耦连在系统DC环节32和整流器部分104之间的半桥部分106。模块DC环节108耦连半桥部分106和整流器部分104。整流器部分104可包括使用半导体开关器件(如绝缘栅极晶体管(IGBT)、门极关断晶闸管(GTO)或其它晶体管和相关控件)的常规变换模块。
在示例性实施例中，第一开关112、第二开关114和第三开关116耦连到DC环节32。在示例性实施例中，第一开关112、第二开关114和第三开关116是便于在故障发生时隔离电力采集系统20的隔离开关。更具体地，在示例性实施例中，开关112、114、116不是DC断路器，而是无载开关。而且，一旦电源52和/或AC-DC变换器54出现故障，半桥部分106开关120和122中的一个闭合，以便使半桥DC端70短路，因此确保发电和传输系统10的其余部分不受故障影响。
在至少一些实施例中，开关112也可闭合，以便在闭合开关120和122两者之后，允许模块DC环节108的电容放电。开关120和122可与开关114、116一起打开，此刻AC-DC变换器54完全与电源52和DC环节32断开，并且可以去掉以维护、修理或更换，同时发电与电力传输系统10保持工作。然后，通过使得半桥部分106短路并打开开关112，可以插入AC-DC变换器54。
半桥部分106控制系统DC环节32的电流，而整流器部分104控制模块DC环节108两端的电压。到达系统DC环节32的电力可通过调制电流、电压或电流和电压的组合来进行调节。在示例性实施例中，半桥部分106包括两个二极管开关对130和132，各包括一个二极管134或136和一个开关120或122。半桥部分106被配置成接收来自整流器部分104的电力，并在二极管开关对130和132的开关120和122都闭合时传输到系统DC环节32。开关120和122可包括任何适当的开关器件，几个实例包括IGBT和/或GTO。
当一个电源，例如第一电源52提供比第一电路90内的其它电源(即电源56、60和64)较少的电力时，不由第一电源52提供的DC环电流(IA)的一部分会被AC-DC电力变换器54进行旁路，造成某些效率损失，特别是在不同电源之间产生的电力有很大不同时。旁路是半桥开关120和/或122被模块化，占空比选择为降低提供给系统DC环节32的产生电力的部分旁路。远程位置42处的组件，例如DC-AC逆变器44和/或变压器46，感测系统10传输的较低电力，并调节操作以平衡由系统10传送的电力的负载。更具体地，在DC-AC逆变器44控制DC环电流(IA)的实施例中，DC-AC逆变器44将陆上DC环节电压调节到与各个海上变换器电压形式的和相对应的值，以平衡陆上和海上电压。
在示例性实施例中，控制器100在出现故障情况下，闭合开关120和122中的一个开关。例如，如果半桥部分106和整流器部分104之间的模块DC环节108中出现短路，则半桥部分106对电源进行旁路(即将电源52和相应的电力变换器54从系统DC环节32进行旁路并去耦)。控制器100可包括一个或多个计算机或处理器(其可位于本地，远程或位于本地和远程)，所述计算机或处理器被配置成用于向例如半桥部分106和整流器部分104的开关发送命令信号，因此将系统DC环节32的AC-DC变换器54的DC端70短路。如果开关120或122中任一个闭合(即，接通)，则AC-DC变换器54被旁路，电源52不向系统DC环节32传递电力。这种短路(或去耦)特征对于安全器件，例如DC断路器是一种备选。而且，AC-DC变换器54可在第一电路90中的另一AC-DC变换器例如AC-DC变换器58处于短路情况时，独立地保持工作。当一个或多个AC-DC变换器在系统DC环节一侧被旁路时，产生的系统DC环节电压等于剩下的半桥电压之和。控制器100自动调节系统DC环节另一侧的半桥电压之和，以便保持DC环电流(IA)为恒定值。因此，从电源传递的电力通过适应性调节系统DC环节电压而被立刻适应性调节。
图3是超导直流电缆40(图1所示)的示例性实施例的横截面图。在示例性实施例中，超导DC电缆40包括第一组导体200和第二组导体210。第一组导体200耦连到电力采集系统12、14、16和18(图1所示)，并被配置成将电力从电力采集系统20、22、24和26传送到远程负载，例如，AC电网48(图1所示)。第二组导体210位于AC电网48和电力采集系统12、14、16和18之间的返回路径。
在示例性实施例中，通过电绝缘211隔开的第一组导体200和第二组导体210至少部分地包围在绝热屏蔽212内。而且，第一组导体200和第二组导体210中的每个相应导体被电绝缘211隔开。绝热屏蔽212最大限度地降低从DC电缆40的外部214到DC电缆40的内部216的热入侵。而且，绝热屏蔽212还保持超导DC电缆40的内部216中的液态或气态冷却剂220。在一些实施例中，绝热屏蔽212可包括真空绝热222以进一步最大限度地减少从DC电缆40的外部214到DC电缆40的内部216的热入侵。第一组导体200和第二组导体210被液态或气态冷却剂220围绕、冷却，液态或气态冷却剂220可包括例如只是液态氮。液态或气态冷却剂220可在DC电缆40中的第一通道中以第一方向流动，并在DC电缆40中的第二通道中以第二相反方向流动返回。在示例性实施例中，超导DC电缆40是电流优化的，其中所述第一组导体200和第二组导体210的每个子电缆中的电流被控制为基本恒定，并在所有时间都相等。
图4为发电和传输系统10(图1所示)的替代实施例300的电路图。在可替代实施例中，每个AC-DC变换器包括或耦连到变压器310。变压器310将提供给AC-DC变换器的功率的电压水平提高。而且，AC-DC变换器包括降压型变换器312。尽管描述为包括降压型变换器，但AC-DC变换器可包括任何使发电和传输系统300以本发明中描述运行的变换器类型。
图5为用于例如从远程电源(如图1所示的电源52、56、60和64)向陆上电力系统，例如AC电网48(如图1所示)传输电力的示例性方法332的流程图330。在示例性实施例中，方法332包括将第一多个电力采集系统(例如，图1所示的电力采集系统12)与至少一个超导DC导体(例如DC电缆40)串联耦连，形成第一传输电路(例如图1中所示第一电路90)以将电力传输到远程负载(例如AC电网48)(步骤334)。更具体地，电力采集系统12包括AC-DC变换器54、58、62和66。在示例性实施例中，AC-DC变换器54、58、62和66的输出70、72、74和76串联耦连(334)，形成第一传输电路90，其中每个AC-DC变换器54、58、62和66被配置成接收电源52、56、60和64中至少一个的电力输出。
在示例性实施例中，方法332还包括配置电力采集系统12以向第一电路90提供基本恒定电流(步骤336)。例如，AC-DC变换器54、58、62和66可被配置成输出基本恒定电流(336)。
在示例性实施例中，方法332还包括配置AC-DC变换器54、58、62和66(步骤338)，以使相应的输出端70、72、74和/或76短路，并在相关电力采集系统内出现故障时从DC环节上去耦AC-DC变换器。例如，AC-DC变换器54被配置成使输出端70短路(338)，这在第一电力采集系统20中出现故障时，将AC-DC变换器54从DC环节32去耦。
在示例性实施例中，方法332还包括配置超导DC导体连接器(例如图1中所示连接器30)以将第一多个电力采集系统12和第二多个电力采集系统(例如图1中所示第二多个电力采集系统14)与DC电缆40耦连(步骤340)。第二多个电力采集系统14与DC电缆40串联耦连，形成第二传输电路以将电力传输给AC电网48。
本发明中描述的是通过超导DC电缆从电源向负载传输电力的示例性方法和系统。中等电压的电力传输使用高功率密度的超导DC电缆来完成。本发明中描述的方法和系统包括用来自不同采集器系统的电力来供给DC电缆中的各个子电缆以用来优化超导DC电缆中的DC电流幅度和电流分布的电流控制的拓扑。
本发明中描述的方法和系统促进变换器从海上风场到陆上电力系统的高效、经济传输电力。方法和系统的示例性实施例在本发明中进行了详细描述和/或说明。所述方法和系统不限于本发明中描述的具体实施例，相反地，每个设备的组件和每个方法的步骤可独立地与本发明中描述的其它组件和步骤分开使用。每个组件和每个方法步骤还可以与其它组件和/或方法步骤结合使用。
在介绍本发明中所描述和/或说明的方法和设备的元件/组件等时，“一”、“该”和“所述”想要表示有一个或多个元件/组件等。表述“包括”、“包含”和“具有”旨在是开放性的，表示除了所列(一个或多个)元件/组件等之外可以有其它(一个或多个)元件/组件等。
此书面说明使用实例来公开本发明，包括最佳方式，同时使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，并执行任何所包含方法。本发明的可专利范围由权利要求来限定，可包括本领域技术人员容易想到的其它实例。如果此类其它实例具有与权利要求的文字语言没有区别的结构元件，或者包括与权利要求的文字语言无基本区别的等同结构元件，则此类其它实例旨在权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种用于传输由若干组多个串联连接的电力采集系统产生的电力的直流DC电力传输系统(10)，包括：
第一组多个串联连接的电力采集系统(12)，其包括多个串联连接的电力采集系统；
每个电力采集系统包括电源和连接到所述电源的AC-DC变换器，所述AC-DC变换器包括半桥部分；和
超导DC导体(32)，所述超导DC导体(32)耦连到所述第一组多个串联连接的电力采集系统，并被配置成将由所述电力采集系统产生的电力传输到远程负载(42)，其中，所述超导DC导体包括第一组导体和第二组导体，所述第二组导体径向围绕所述第一组导体设置，所述第一组导体和所述第二组导体中的多个导体相互电隔离，并且所述第二组导体中的至少一个导体电性连接到所述第一组多个串联连接的电力采集系统以形成返回路径；
其中，所述第一组导体中的至少一个导体通过至少一个所述AC-DC变换器连接到所述第一组多个串联连接的电力采集系统，以使得所述至少一个AC-DC变换器的半桥部分基于由所述第一组多个串联连接的电力采集系统提供的电流来维持所述超导DC导体中的所述第一组导体和所述第二组导体各自的所述至少一个导体的电流恒定。
2.根据权利要求1所述的DC电力传输系统(10)，其特征在于，所述电源(52)包括风力涡轮发电机。
3.根据权利要求1所述的DC电力传输系统(10)，其特征在于，所述AC-DC变换器(54)和所述超导DC导体(32)串联耦连以形成第一传输电路(90)。
4.根据权利要求3所述的DC电力传输系统(10)，其特征在于所述AC-DC变换器(54)被控制以向所述超导DC导体(32)输出基本恒定电流。
5.根据权利要求4所述的DC电力传输系统(10)，其特征在于所述DC电力传输系统(10)进一步包括控制器(100)，所述控制器(100)耦连到所述AC-DC变换器(54)，并被配置成控制由所述AC-DC变换器输出的电流的水平。
6.根据权利要求1所述的DC电力传输系统(10)，其特征在于，所述DC电力传输系统(10)进一步包括超导直流DC导体连接器(30)，所述连接器被配置成将所述AC-DC变换器(54)耦连到所述至少一个超导DC导体(32)。
7.根据权利要求6所述的DC电力传输系统(10)，其特征在于，所述超导DC导体连接器(30)进一步将第二组多个串联连接的电力采集系统(14)耦连到所述超导DC导体(32)。
8.根据权利要求1所述的DC电力传输系统(10)，其特征在于，所述DC电力传输系统(10)进一步包括至少一个隔离开关(112)，所述隔离开关耦连在所述AC-DC变换器的输出端(70)之间，并被配置成在相应的电力采集系统中出现故障的情况下隔离对应的所述电源(52)。
9.根据权利要求8所述的DC电力传输系统(10)，其特征在于，所述第一组多个串联连接的电力采集系统的每个AC-DC变换器(54)被配置成当所述第一组多个串联连接的电力采集系统中的另一个AC-DC变换器的输出端(72)短路时，独立地保持工作。
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