CN117062979B - 用于海底传输来自海上发电单元的电力的电力收集系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于海底电力收集的电力收集系统(100；300)，电力来自海上发电单元(102；502)，该系统包括：一组电力扩展器模块(104；504)，能够被独立布置在本地电网中的海底，并且各自能够与海上发电单元组中的相应的海上发电单元连接，以从相应的海上发电单元收集电力，一组电力扩展器模块被配置为串联电连接在本地电网(106)中，本地电网(106)能够与电力用户连接。

Description

用于海底传输来自海上发电单元的电力的电力收集系统

技术领域

本发明涉及一种海底电力传输的电力收集系统，电力来自海上发电单元。本发明还涉及一种电力扩展器模块，可与海上发电单元电连接以从其收集电力。

背景技术

海上发电装置(诸如，由例如风车、太阳能发电设备和海浪发电实现)近年来在规模和额定功率上都有所增加。持续的规模和功率随着相关联的发展而增加，除了与各自发电装置的电力收集相关的挑战，还导致安装和维护话题方面的后勤挑战。

在一些系统中，发电装置(诸如，风力涡轮机)是“底部固定”的，即，涡轮塔通过例如单桩配置或导管架基础固定到海床。然而，这会限制风力涡轮机用于相对浅的水域。为了利用较深水域的面积，已经开发了浮式风力涡轮机。

由于浮式风力发电机或其他浮式发电装置，诸如例如浮式太阳能发电，安装和电力收集的后勤以及相关分配都是具有挑战性的。开关柜和其他电气设备通常安装在地面塔中，这可能限制开关柜设计。进一步地，扩大传统风电场需要连接海底电缆，从而导致相对繁琐的安装过程。

发明内容

鉴于现有技术的上述和其他缺点，本发明的目的是提供一种至少部分缓解现有技术的不足的电力收集系统。所建议的实施例提供了一种用于海底电力传输的电力收集系统，电力来自海上发电单元，促进发电单元场的更容易和更高效的安装。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于海底电力传输的电力收集系统，电力来自海上发电单元。

系统包括一组电力扩展器模块，这些模块可独立布置在本地电网中的海底，并且每个模块都可与海上发电单元组中的相应海上发电单元连接，以从相应的海上发电单元收集电力，该组电力扩展器模块配置为串联电连接在本地电网中，该本地电网可与一个或多个电力用户连接。

本发明是至少部分基于实现使电力扩展器模块适合于海底操作。因此，电力扩展器可在水下操作，例如，位于海床上。进一步地，实现了为发电单元中的每个发电单元提供独立的电力扩展器模块。换言之，单个电力扩展器模块可以布置在海床上，并且独立于本发电场的其他发电单元的其他电力扩展器模块连接到其发电单元。例如，如果将另一个发电单元添加到发电单元的发电场，则另一个电力扩展器模块被沉入海底放置在海床上，并且连接到海床上的本地电网。因此，另一个电力扩展器模块被连接到已经在海床上的电缆。另一个发电单元被连接到其相关联的电力扩展器模块。

由于所提出的电力收集系统，只需要通过作为“T形连接器”的附加电力扩展器模块在地面发电单元与电力收集电缆(即，“阵列电缆”)之间添加单条电缆。所提出的电力收集系统提供了模块化系统。

在实施例中，每个海底电力扩展器都可以包括开关电路系统，以便将相关联的发电单元可控地连接到本地电网。当布置在海底的电力扩展器模块包括开关电路系统时，这种电路系统的设计并不限于塔或其他地面集线器约束。

优选地，电力扩展器模块作为T形连接器被连接到电力扩展器模块的本地电网。

每个电力扩展器模块都可以包括T形连接，并且可以包括以下至少一项：通信电路系统或监督电路系统或监控电路系统或继电电路系统或开关电路系统，用于将相关联的发电单元控制地连接到本地电网。

电力扩展器模块被配置为接收由发电单元采集的电力，并且将电力提供给本地电网。电力扩展器模块允许将发电单元连接到本地电网，并且还可以包括开关电路系统，用于将发电单元可控地电连接到本地电网并且可选地用于将发电单元与本地电网可控地断开电连接。因此，电力扩展器模块可以充当本地电网与发电单元之间的可控节点，甚至充当“智能”节点，如果被布置有合适的电路系统的话，诸如，以下至少一项：通信电路系统或监督电路系统或监控电路系统或继电电路系统或开关电路系统。

本地电网由一组与海床电缆(即，阵列电缆)串联连接的电力扩展器模块组成。

电力可以被从本地电网提供给电力用户。在这种情况下，电力收集系统用于通过电力扩展器模块的本地电网将来自发电单元的电力分配给一个或几个电力用户。

有利地，电力扩展器模块可以各自包括相应的外壳，用于容纳开关电路系统。外壳还可以容纳例如控制电路系统或监控电路系统或继电电路系统。外壳有利地确保了在海底环境中开关电路系统的安全和可靠的操作。外壳是防水的，因此来自周边海域的水无法到达外壳内的开关电路系统。

外壳可以包括外壳湿侧的电气连接，用于通过可布置在海床上的海底电缆在电力扩展器模块之间进行电气连接。当电力扩展器被布置在海底时，湿侧在外壳面向水的外部侧。两个电力扩展器的湿侧在海床上面对面，但不一定物理接触。

有各种可想象的方法来确保外壳内电路系统的安全和可靠的环境，诸如，包括但不限于外壳被油填充或适于保持固定压力或适于保持1atm的压力或适于保持真空或被氮气填充、被油填充并且被压力补偿或无压力补偿或它们的组合。

在实施例中，电力扩展器模块可以包括输入连接，用于与相关联的发电单元连接，其中电力扩展器模块可以包括T形母线连接，被配置用于将输入连接可控地连接到本地电网。发电单元可连接到输入连接，用于将所采集的电力传输给电力扩展器模块。T形母线连接有利地实现了发电单元的菊花链连接。这提供了一个有利的方式来实现另一个发电单元到本发电场的单一增加和安装。

在实施例中，电力扩展器模块可以各自包括通信和控制电路，用于控制开关电路系统以将相关联的发电单元连接到本地电网，并且用于控制开关电路系统以将相关联的发电单元与本地电网断开连接，或用于控制发电单元本身中的开关电路系统以将相关联的发电单元与本地电网断开连接。控制电路系统可由海上的控制站访问，例如，通过海床上基于电线/光纤的串行通信电缆。通信和控制电路系统为单独的发电单元提供开关电路系统的控制。电力扩展器模块还可以各自包括电气诊断、智能和/或测量设备，用于执行例如系统和/或发电单元的诊断。

在实施例中，电力收集系统可以包括电力枢纽，可布置在海底并且被配置为连接到海底电力扩展器模块的至少一个本地电网，用于从至少一个本地电网到电力用户收集电力。电力枢纽还可以有利地布置在海底，用于提高构建更大的电力收集和/或分配系统的能力。电力枢纽可以包括海底配电板，用于允许来自电力扩展器模块的一个本地电网的连接和电力收集，以及发电单元，用于到一个或多个电力用户的后续传输。

电力枢纽可以包括通信和控制电路，用于远程控制海底电力枢纽的测量和控制设备，并且用于控制开关柜与本地电网连接，并且用于将所请求的状态信息和诊断数据返回例如操作中心。

在实施例中，电力枢纽可以包括电力变压器，用于对从发电单元接收到的电力进行转换，并且将转换后的电力提供给电力用户或对电力进行转换，例如，通过电力输出电缆进行高压长距离传输。电力枢纽可以包括外壳，适于允许电力变压器的海底操作。

在实施例中，电力扩展器可以包括另一个开关，用于断开到相邻电力扩展器的串联连接。这种另一个开关提供了与本地电网的可控电气连接，特别是在将另一个电力扩展器模块和发电单元安装到系统时，这是特别有利的。

本发明的实施例提供了可以径向拓扑或环形拓扑连接的电力扩展器。因此，发电单元还可以布置成径向拓扑或环形拓扑。

在实施例中，电力扩展器模块包括干式或湿式配合电气连接，用于与发电单元连接并且供电路输入/输出。

电力扩展器模块被优选地配置为在使用时被布置在海床上。

根据本发明的第二方面，提供了一种电力扩展器模块，可与单个海上发电单元电连接，以从发电单元收集电力。电力扩展器模块被配置为独立布置在海底，以被串联电连接在多个电力扩展器模块的本地电网中，多个电力扩展器模块能够与电力用户连接。

在实施例中，电力扩展器模块可以包括开关电路系统和外壳，开关电路系统用于将发电单元可控地连接到本地电网，外壳用于容纳开关电路系统，外壳适于允许电力扩展器模块的海底操作。

本发明的第二方面的另外的效果和特征在很大程度上类似于上面结合本发明的第一方面所描述的效果和特征。

当研究所附权利要求和以下说明时，本发明的另外的特征和优点将变得显而易见。技术人员认识到，本发明的不同特征可以结合，以创建下面所描述的实施例以外的实施例，而不偏离本发明的范围。

附图说明

现在将参照示出了本发明的示例实施例的附图更详细地描述本发明的这些和其他方面。

图1从概念上图示了根据本发明的实施例的示例电力收集系统；

图2A从概念上图示了根据本发明的实施例的示例电力扩展器模块；

图2B从概念上图示了根据本发明的实施例的示例电力扩展器模块；

图3A从概念上图示了根据本发明的实施例的示例电力收集系统；

图3B从概念上图示了根据本发明的实施例的示例电力收集系统；

图4A示意性地图示了布置成径向拓扑的电力扩展器模块；

图4B示意性地图示了布置成环形拓扑的电力扩展器模块；

图5从概念上图示了根据本发明的实施例的示例电力收集系统，包括以环形拓扑连接到海底电力枢纽的电力扩展器模块；

图6从概念上图示了根据本发明的实施例的示例电力收集系统，包括以环形拓扑连接到相应的海底电力枢纽的数组电力扩展器模块，该海底电力枢纽连接到另一个海底电力枢纽；

图7从概念上图示了根据本发明的实施例的示例电力收集或分配系统，包括以环形拓扑连接到相应的海底电力枢纽的数组电力扩展器模块，该海底电力枢纽连接到另一个海底电力枢纽；以及

图8从概念上图示了根据本发明的实施例的示例电力收集或分配系统，包括以环形拓扑连接到海底电力枢纽的数组电力扩展器模块。

具体实施方式

在此具体实施方式中，本发明的各种实施例在这里参照具体实施方式进行了描述。在描述实施例时，为了清晰起见，采用了特定术语。然而，本发明并不旨在受限于所选的特定术语。当讨论具体的示例性实施例时，应当理解这仅仅是为了说明的目的而进行的。相关领域的技术人员将认识到，可以在不偏离本发明的范围的情况下使用其他组件和配置。在此具体实施方式中，发电单元被举例为浮式风车，例如，包括风力涡轮机，用于将风能转换为电能。然而，应当理解，发电单元同样可以是例如浮式太阳能发电模块或以浮动形成布置在海上的浮动波浪或潮汐发电模块。

图1从概念上图示了用于海底电力传输的电力收集系统100，电力来自海上发电单元102a-c。

系统100包括一组电力扩展器模块104a-c，可独立布置在海底的本地电网106中。海底被理解为在掩模在水中的海平面101下面。电力扩展器模块104a-c各自可与海上发电单元102a-c中的相应海上发电单元连接。以这种方式，电力扩展器模块104a-c可以从相应的海上发电单元102a-c收集电力。该组电力扩展器模块104a-c被配置为在本地电网106中串联电气连接，该本地电网106可与电力用户连接。可设想各种类型的电力用户，诸如，陆上电网或集线器、海上电网或集线器、需要电力的海上钻机等。因此，电力用户可以是接收电力并且分配电力的实体、或电力的直接用户或电力储存装置(诸如，电池)。

进一步地，每个海底电力扩展器104a-c都可选地包括开关电路系统108a-c，用于将相关联的发电单元可控地连接到本地电网106。开关电路系统108a-c可以是高压开关柜。

如图1从概念上所示的，电力扩展器模块104a-c被配置为布置在海床110上。换言之，电力扩展器模块104a-c可以被水淹没并且被放置在海床上，其中它被连接到本地电网106，因此，相关联的风车102a-c可通过相应的电力扩展器模块104a-c连接到本地电网106。电力扩展器模块104a-c以菊花链配置连接到海床110上的电缆112，这有利地减少了将另外的风车安装到风车的发电场所需的电缆数量。电力扩展器模块作为T形连接器连接到本地电网106。

进一步地，电力扩展器模块包括另一个开关124a-c，用于断开到相邻电力扩展器的串联连接。这允许将电力扩展器模块可控地连接到本地电网以及将电力扩展器与本地电网可控地断开连接。这有利于用另外的发电单元来扩展系统100，也有利于维护电力扩展器模块。

利用这里所提出的电力收集系统和电力扩展器模块，减少了用于连接浮式涡轮机所需的昂贵海上电缆的长度，从而减少甚至消除对高压(例如，高于66kV)的动态出口电缆的需求，而这是目前都没有的。

进一步地，通过提供海底可布置的电力扩展器模块，减少了风力涡轮机到达风电场一直到它可以投入使用后的安装时间。电力扩展器模块被添加到系统，并且使用湿侧连接和另外的开关124a-c连接到串联连接的本地电网。一旦电力扩展器模块连接到本地电网，就控制开关电路系统108a-c以将风力涡轮机连接到系统。

进一步地，当使用额外的风力涡轮机扩展系统时，现有风力发电的停机时间会减少。

更进一步地，本发明的实施例有利地提供了使单独的风力涡轮机断开连接的可能性，例如，在安装、调试、故障处理、维护和停用期间。

另外，本发明的实施例可以消除对集成在风力涡轮机中的高压开关柜的需求，否则可能需要根据特定的涡轮机设计进行定制。

再次转向图1，电力扩展器模块104a-c包括相应的外壳114a-c，用于容纳开关电路系统108a-c。外壳114a-c确保开关电路系统可以在水下环境中可靠操作。因此，外壳适于允许电力扩展器模块的海底操作。

外壳包括位于外壳118的湿侧118的电气连接116(只有两个被编号)，在这里仅在外壳114a-b上被表示，用于通过可布置在海床110上的海底电缆112在电力扩展器模块104a-b之间进行电气连接。湿侧的这种电气连接在电力扩展器模块104a-c上被概念示出。湿侧是面向水侧的一侧，与开关电路系统108a-c所处的外壳内侧相对。因此，电力扩展器模块104a-c是可布置在海床110上的独立模块。

外壳可以通过各种方式进行配置，以确保其中所布置的设备的良好环境。例如，外壳可以被油填充，或适于保持固定压力，或适于保持1atm的压力或适于保持真空，或被氮气填充，被油填充和被压力补偿或无压力补偿。外壳的类型取决于手边的实施方式。

电力扩展器模块包括输入连接122a-c，用于与相关联的发电单元102a-c连接。这个输入连接122a-c配置为处理从发电单元102a-c接收到的高功率，同时在水下可靠地操作。例如，输入连接122a-c可以是干式配合电气连接或湿式配合电缆连接，用于与发电单元连接。各种干式配合电气连接和湿式配合电缆连接本身在领域中是已知的，因此在这里将不进行详细描述。

图2A从概念上图示了电力扩展器模块104b，也如图1所示。电力扩展器模块包括T形母线连接126，被配置为通过开关电路系统108b将输入连接122b可控地连接到本地电网。T形母线126连接到连接116，该连接116可与海床电缆112连接。开关电路系统108b将输入连接122与连接116连接和断开连接，因此将输入连接122与电缆112连接和断开连接。T形母线126提供了一种简单而健壮的方法来实现本文中所提出的电力扩展器模块的有利模块化设计和配置。

进一步地，电力扩展器模块104b包括通信和控制电路200，用于控制开关电路系统以将相关联的发电单元102b连接到本地电网106，并且用于控制开关电路系统以将相关联的发电单元102b与本地电网106断开连接。进一步地，通信和控制电路200被配置为将状态信息和诊断数据返回例如操作中心。通信和控制电路可以包括控制单元，可通过到达本地电网106的电力扩展器模块104a-c中的每个电力扩展器模块的控制线128发送控制信号来进行远程控制。因此，操作员(例如，在岸上或在船上)可以通过控制单元将发电单元与系统远程断开连接，该控制单元可由在控制信号线128上传输并且通过控制信号线128的湿式配合连接或干式配合连接130输入的控制信号控制，并且从电力扩展器模块请求和接收例如测量和诊断数据。

进一步地，电力扩展器模块104b可以包括控制和测量设备，用于执行电力扩展器模块以及相关联的发电单元102b的诊断测量。进一步地，电力扩展器模块104b可以包括基于电力扩展器模块104b或相关联的发电单元上的本地测量的继电保护功能。进一步地，过流保护设备、无向和定向电流保护、定向接地故障也可以包括在电力扩展器模块中。

图2B从概念上图示了根据另一个实施例的电力扩展器模块204。在这里，电力扩展器模块204包括T形母线连接126，用于将输入连接122b处所连接的发电单元连接到本地电网。T形母线126连接到可与海床电缆112连接的连接116。T形母线126提供了一种简单而健壮的方法来实现电力扩展器模块的有利模块化设计和配置。通信和控制电路200可以被配置为控制发电单元本身中的开关电路系统以将相关联的发电单元与本地电网断开连接。

图1和图2A至图2B中从概念上所示的电力扩展器模块104b可与单个海上发电单元102a-c电连接，以从发电单元收集电力。电力扩展器模块104b被配置为独立布置在海底，以在可与电力用户连接的多个电力扩展器模块104a-c的本地电网中进行串联电气连接。电力扩展器模块104b包括开关电路系统108b，用于将发电单元102b可控地连接到本地电网106。

图3A从概念上图示了电力收集系统300，还包括电力枢纽302，可布置在海底并且被配置为连接到海底电力扩展器模块的至少一个本地电网106，用于从至少一个本地电网106到电力用户收集电力。电力枢纽302包括电力变压器，用于对从发电单元接收到的电力进行转换，并且将转换后的电力提供给电力用户。进一步地，电力枢纽可以包括通信和控制电路306，用于远程控制例如海底电力枢纽302的测量和控制设备，并且用于控制开关柜308，以控制与本地电网106的连接并且将所请求的状态信息和诊断数据返回例如操作中心。

电力扩展器可以径向拓扑或环形拓扑连接。现在将更详细地对此进行讨论。

图3B从概念上图示了电力收集系统300，还包括图3A中所示的电力枢纽302，但是在这里被配置为连接到图2B中所示的海底电力扩展器模块204(即，具有用于将输入连接122b处所连接的发电单元连接到本地电网的T形母线连接126但没有图3A中所示的开关108a-c的电力扩展器模块)的至少一个本地电网106。换言之，图3A与图3B之间的差异是电力扩展器模块的类型。

图4A示意性地图示了布置在四个本地电网106中的电力扩展器102，每个都以径向拓扑连接到电力枢纽302的单个断路器308。电力枢纽包括高压配电板，用于选择性地将本地电网电连接到电力用户。配电板包括一组开关308。

图4B示意性地图示了布置在两个本地电网106中的电力扩展器102，每个都以环形拓扑围成一圈连接到两个断路器308。环形拓扑有利地为电力枢纽304提供了冗余连接。电力枢纽包括配电板，用于选择性地将本地电网连接到电力用户。配电板包括一组开关308。

图5示意性地图示了一组浮式风力涡轮机，它们中的一个被表示为502。进一步地，海底电力扩展器模块504布置在海床上。电力扩展器模块504中的每个电力扩展器模块都与相应的单个浮式风力涡轮机502连接，如上所述。电力扩展器模块504以环形配置与海床电缆的两端连接，该海床电缆连接到包括两个开关的开关设备510处的海底电力枢纽508。

作为示例，一组浮式风力涡轮机502可以累计发电200MW。海底电力枢纽508包括以容量200MW操作的变压器514，用于将来自风力涡轮机502的电力转换到传输级，在满负荷时通常约为230kV/503A。海床电缆512可以适于66kV的传输。因此，电力枢纽508的变压器可以将风力发电机502的66kV转化为230kV传输级。

图6示意性地图示了浮式风力涡轮机502和海底电力扩展器504的另一个示例实施方式。所描绘的涡轮机502a-b中的每个涡轮机都表示一组风力涡轮机，每个风力涡轮机都连接到相关联的电力扩展器模块。风力涡轮机502a-b在满负荷时可以各自生成约100MW。在这个示例中，第一组风力涡轮机502a连接到第一海底电力枢纽508a，并且第二组风力涡轮机502b连接到第二海底电力枢纽508b。如上所述，海底阵列电缆512可以适于携带66kV。连接到第一海底电力枢纽508a的电力扩展器以环形配置连接，并且连接到第二海底电力枢纽508a的电力扩展器也以环形配置连接。

海底电力枢纽508a-b的变压器514连接到包括高压配电板552的另一个海底电力枢纽550，用于选择性地将海底电力枢纽508a-b与可以通向陆上设施的出口电缆555连接和断开连接。另一个海底电力枢纽550在满负荷时可以在例如400MW、230kV、1000A下操作。换言之，电缆555适于在230kV/1000A下携带400MW。

参照图6所描述的配置可以用环形配置的另一组电力扩展器模块进行扩展。例如，图7示意性地图示了浮式风力涡轮机502和海底电力扩展器504的另一个示例实施方式。风力涡轮机502a-d在满负荷时可以各自生成约100MW。在这个示例中，第一组风力涡轮机502a连接到第一海底电力枢纽508a，第二组风力涡轮机502b连接到第二海底电力枢纽508b，第三组风力涡轮机502c连接到第三海底电力枢纽508c，并且第四组风力涡轮机502d连接到第四海底电力枢纽508d。如上所述，海底阵列电缆512可以适于携带66kV。每组中的电力扩展器都以环形配置连接。

海底电力枢纽508a-d的变压器514连接到包括高压配电板562的另一个海底电力枢纽560，用于选择性地将海底电力枢纽508a-d与可以通向陆上设施的出口电缆565a-b连接和断开连接。另一个海底电力枢纽560在满负荷时可以在例如800MW、230kV、2×1000A下操作。换言之，电缆565a-b中的每根电缆都适于在230kV/1000A下携带400MW。

图8是另一个示例，其中所有风力涡轮机502a-d都通过其相应的电力扩展器模块504直接连接到海底电力枢纽570。海底电力枢纽570包括高压配电板572，用于将数组风力涡轮机502a-d与可以通向陆上设施的一对出口电缆565a-b连接和断开连接。另一个海底电力枢纽570在满负荷时可以在例如800MW、230kV、2×1000A下操作。换言之，电缆565a-b中的每根电缆都适于在230kV/1000A下携带400MW。图8中的系统不包括电力变压器，例如图7中的他。因此，图8中的系统并不限于电力变压器额定的最大功率等级。如果电力扩展器和风力涡轮机的本地电网可以在传输级电压下操作，则这是有利的。

控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一个可编程设备。控制单元也可以或反而包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在控制单元包括可编程设备(诸如，上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器)的情况下，处理器还可以包括控制可编程设备的操作的计算机可执行代码。

本文中所描述的设备、控制单元或其他模块之间的通信基于电气和/或光纤通信(视情况而定)可以是无线的或硬有线的，并且可以实施特定情况的合适的协议。

根据手边的特定实施方式，本文中的开关和开关电路系统可以包括例如断路器和/或无负荷切断器等。

即使本发明已经参照其特定的例证实施例进行了描述，但是许多不同的改变、修改等对于本领域技术人员而言将变得显而易见。

附加地，通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明的同时可以理解和影响所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中说明某些措施这一事实并不表明这些措施的组合不能够被有利地使用。

Claims (13)

1.一种用于海底电力收集的电力收集系统(100；300)，所述电力来自海上发电单元(102；502)，所述系统包括：

一组电力扩展器模块(104；504)，各自包括开关电路系统(108a-d)和用于容纳所述开关电路系统的防水外壳，以进行海底操作，使得在操作期间所述电力扩展器模块被独立布置在本地电网中完全被水淹没的海床上时，来自周围海域的水无法到达所述外壳内部的所述开关电路系统，并且所述电力扩展器模块各自都能够与海上发电单元组中的相应一个海上发电单元连接，以从所述相应的海上发电单元收集电力，所述开关电路系统(108a-d)被配置为将相关联的发电单元可控地连接到所述本地电网，并且所述一组电力扩展器模块被配置为通过所述本地电网(106)中能够与电力用户连接的至少一根海底电缆(112)进行串联电连接。

2.根据权利要求1所述的电力收集系统，其中所述外壳包括所述外壳的湿侧(118)上的电气连接，用于经由能够被布置在海床上的海底电缆(112)在所述电力扩展器模块之间进行电气连接。

3.根据权利要求1或2所述的电力收集系统，其中所述外壳被油填充，或者适于保持固定压力，或者适于保持真空，或者被氮气填充、被油填充并且被压力补偿，或者无压力补偿，或者其任何组合。

4.根据权利要求3所述的电力收集系统，其中所述外壳适于保持1atm的压力。

5.根据权利要求1、2和4中任一项所述的电力收集系统，其中所述电力扩展器模块包括输入连接(122a-c)，用于与所述相关联的发电单元连接，其中所述电力扩展器模块包括T形母线连接(126)，所述T形母线连接(126)被配置为用于将所述输入连接连接到所述本地电网。

6.根据权利要求1、2和4中任一项所述的电力收集系统，其中所述电力扩展器模块包括通信和控制电路(200)，用于控制所述开关电路系统以将所述相关联的发电单元连接到所述本地电网，并且用于控制所述开关电路系统以将所述相关联的发电单元与所述本地电网断开连接。

7.根据权利要求1、2和4中任一项所述的电力收集系统，包括电力枢纽，能够被布置在海底并且被配置为连接到海底电力扩展器模块的至少一个本地电网，用于从所述至少一个本地电网到所述电力用户收集电力。

8.根据权利要求7所述的电力收集系统，其中所述电力枢纽包括电力变压器(304；514)，用于转换从所述发电单元接收到的所述电力并且将经转换的电力提供给所述电力用户。

9.根据权利要求1、2、4和8中任一项所述的电力收集系统，其中所述电力扩展器模块包括用于断开到相邻电力扩展器的串联连接的开关(124a-c)。

10.根据权利要求1、2、4和8中任一项所述的电力收集系统，其中所述电力扩展器模块能够以径向拓扑或环形拓扑连接。

11.根据权利要求1、2、4和8中任一项所述的电力收集系统，其中所述电力扩展器模块包括用于与发电单元连接的干式配合电气连接，或者用于与发电单元连接的湿式配合电缆连接。

12.根据权利要求1、2、4和8中任一项所述的电力收集系统，其中所述电力扩展器模块被配置为被布置在所述海床(110)上。

13.一种电力扩展器模块，能够与单个海上发电单元电连接，以从所述发电单元收集电力，所述电力扩展器模块被配置为在操作期间被独立布置在海底，以被串联电连接在多个电力扩展器模块的本地电网中，所述多个电力扩展器模块能够与电力用户连接，所述电力扩展器模块还包括开关电路系统和防水外壳，所述开关电路系统用于将所述发电单元可控地连接到所述本地电网，所述防水外壳用于容纳所述开关电路系统，所述外壳适于允许完全被水淹没的海床上的所述电力扩展器模块的海底操作，使得在操作期间来自周围海域的水无法到达所述外壳内部的所述开关电路系统。