本技术涉及水下供电，尤其涉及一种远距离水下供电系统。
背景技术：
1、海底观测网是一种地球科学观测平台，通过在近岸设置陆地端站，在海底设置各类科学观测仪器，通过海缆将端站设备与科学仪器连接，同时实现了连续供电和数据传输。在该平台上，各种观测和探测仪器在端站电源供电条件下能够长期不间断的运行，并将探测数据通过光纤持续不断的传输到陆地的端站通信设备。
2、目前的海底观测网供电方案主要分为恒压方式和恒流方式两种。其中，恒压供电方式通常由端站的电源设备产生高电压的直流电，海底设备需要将高压直流电通过高压电源转换为仪器自身所需的工作电压。恒流供电方式通常由端站的电源设备产生直流电流，海底设备需要将电流转换为自身所需的电压即可。
3、但在恒压供电方式中，高压电源设计复杂，电源产生的故障会影响其所服务的所有设备，且高电压会不可避免对后级设备带来噪声和严重干扰，需要后级设备额外设计滤波措施，影响供电系统的可靠性。恒流供电方式则受限于海缆损耗及设备取电的总电压不会超过端站电源设备的最高输出电压，只适合在海缆干路上为中小功率的设备供电，不适用于远距离多节点的海底观测网。因此如何稳定且可靠地对远距离多节点的海底观测网进行供电成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本技术实施例提供一种远距离水下供电系统，以解决对远距离多节点的水下系统进行供电时供电系统稳定性、可靠性低的问题。
2、本技术实施例提供一种远距离水下供电系统，应用于海底观测系统，海底观测系统包括多个负载节点，供电系统包括至少一个终端电源和多个分支节点，其中：终端电源通过干路线缆，与多个分支节点依次电连接，终端电源被配置为输出恒流电流至干路线缆；多个分支节点分别与分支节点对应的负载节点连接，一个分支节点对应于至少一个负载节点，分支节点通过支路线缆与负载节点电连接，每个分支节点和负载节点分别连接海洋地线，分支节点和分支节点对应的负载节点通过海洋地线回流；分支节点被配置为将干路线缆上传输的恒流电流转换为恒压电流，并输出恒压电流至负载节点。
3、这样，可通过分支节点对终端电源输出的恒流电流进行转换以更好地为负载节点进行供电，同时能够利用接地进行回流，减少分支节点与负载节点间的线缆设置，降低远距离供电成本，同时减少因线缆损坏带来的破坏供电稳定性的问题。
4、在一种可行的实施方式中，终端电源包括多个电源模块，多个电源模块串联，一个电源模块的正极端与干路线缆电连接。这样，可在终端电源通过多个电源模块实现输出恒流电流，提高输出电流的功率，同时提高电源的冗余，提高供电系统的稳定性。
5、在一种可行的实施方式中，终端电源还包括多个第一旁路模块，多个第一旁路模块与多个电源模块一一对应，第一旁路模块电连接于第一旁路模块对应的电源模块的正极端和负极端之间；第一旁路模块被配置为：响应于对应的电源模块出现输出异常，第一旁路模块切换至导通状态，以将对应的电源模块的正极端和负极端短接；输出异常包括电源模块的输出电流的电流值位于电源模块的预设电流范围外。这样，能够利用第一旁路模块在电源模块出现故障时进行故障隔离，避免故障的电源模块影响终端电源的输出稳定性，提高供电的可靠性。
6、在一种可行的实施方式中，多个电源模块被配置为在输出时，在预设电流范围内调节输出电流的电流值，以使每个电源模块的输出电压和输出功率相同。这样，能够对每个电源模块的输出功率进行均衡调配，避免热量集中，有利于终端电源的长时间应用。
7、在一种可行的实施方式中，分支节点包括至少一个恒流恒压转换模块，恒流恒压转换模块的第一端和第二端与干路线缆电连接，恒流恒压转换模块的第三端通过支路线缆与负载节点电连接，恒流恒压转换模块的第四端与海洋地线电连接；恒流恒压转换模块被配置为通过第一端或第二端接收终端电源输出的恒流电流，以及将恒流电流转换为预设电压的恒压电流，并通过第三端输出至负载节点。这样，能够在分支节点中对恒流电流进行处理，转换为恒压电流以适配负载节点的工作电压和额定功率，提高供电系统的接入设备的多样性，使供电系统能够适应远距离、多节点的供电场景。
8、在一种可行的实施方式中，分支节点还包括第一隔离模块和至少一个第二旁路模块；第一隔离模块设置在恒流恒压转换模块与干路线缆之间，第一隔离模块被配置为响应于恒流恒压转换模块或负载节点故障，断开恒流恒压转换模块与干路线缆的连接；故障包括恒流恒压转换模块和其对应的负载节点发生的短路、开路、接地异常故障；第二旁路模块设置在干路线缆上，第二旁路模块的一端通过第一隔离模块，与恒流恒压转换模块的第一端连接，第二旁路模块的另一端通过第一隔离模块，与恒流恒压转换模块的第二端连接，第二旁路模块被配置为响应于恒流恒压转换模块或负载节点故障，导通与恒流恒压转换模块的第一端和第二端电连接的干路线缆。这样，能够对出现故障的分支节点或负载节点进行隔离，避免支路上产生的故障影响干路线缆上的供电，提高供电的稳定性。
9、在一种可行的实施方式中，恒流恒压转换模块包括输入电路、变换电路和输出电路，输入电路与第一端和第二端电连接，输入电路被配置为通过第一端或第二端，接收并滤波干路线缆输送的恒流电流；变换电路分别与输入电路和输出电路电连接，变换电路被配置为响应于输入电路滤波后的恒流电流，将其变换为恒压电流；输出电路与第三端电连接，输出电路被配置为对变换电路产生的恒压电流进行滤波并通过第三端输出。这样，能够将恒流电流转换为恒压电流以适应负载节点的需求，使供电系统能够为需求不同的多种负载节点进行供电。
10、在一种可行的实施方式中，变换电路包括开关电路、主功率变压器和整流电路，开关电路分别与输入电路和主功率变压器电连接，整流电路分别与主功率变压器和输出电路电连接，主功率变压器设置在电气绝缘隔离带上。这样，能够对输入电流进行处理，同时利用电气绝缘隔离带降低串扰，保证恒流恒压转换过程中的电气安全。
11、在一种可行的实施方式中，开关电路的拓扑结构包括全桥拓扑和半桥拓扑中的一种；开关电路包括开关管，开关管为绝缘栅双极晶体管和金属氧化物半导体场效应管中的一种。这样，能够对恒流恒压的转换过程进行控制，使其能够输出需要的恒压电流，并且通过结构设置，对输出电流的功率进行控制，从而更加符合对应的负载节点的工作需求。
12、在一种可行的实施方式中，恒流恒压转换模块还包括反馈电路和控制电路，控制电路设置在输入电路和变换电路之间，反馈电路分别与变换电路的输出端和控制电路电连接；反馈电路被配置为响应于变换电路的输出电压，生成反馈信号并将反馈信号发送至控制电路；控制电路被配置为响应于反馈信号，生成控制信号并将控制信号发送至变换电路。这样，可利用输出的恒压电流对转换模块进行反馈及控制，从而使恒流恒压转换模块保持输出状态，提高为负载节点的供电稳定性。
13、在一种可行的实施方式中，分支节点通过支路线缆与负载节点电连接，若分支节点对应的负载节点的数量大于或等于两个，则负载节点可串联和/或并联设置在分支节点对应的支路线缆上；每个负载节点的输入电压小于或等于分支节点输出的恒压电流的电压，每个负载节点的输入功率小于或等于分支节点输出的恒压电流的功率。这样，能够在一个支路中接入多个负载节点同时进行供电，使供电系统能够接入不同的负载节点，增加供电系统的应用场景。
14、在一种可行的实施方式中，负载节点包括至少一个负载设备和第二隔离模块，负载设备与支路线缆电连接，第二隔离模块设置在与负载设备电连接的支路线缆上；第二隔离模块被配置为：响应于负载设备出现故障，第二隔离模块断开负载设备与支路线缆的连接，以将出现故障的负载设备停止运行；故障包括负载设备发生的短路、开路、接地异常故障。这样，可对负载节点中的负载设备进行供电控制，在负载节点中部分负载设备故障时，可通过单独隔离的方式，保持负载节点中其他负载设备的正常运行，提高供电系统供电的可靠性。
15、在一种可行的实施方式中，若负载节点为可移动负载节点，则分支节点包括第一恒流恒压转换模块，负载节点包括第二恒流恒压转换模块，第一恒流恒压转换模块和第二恒流恒压转换模块可进行电磁耦合，以实现分支节点和负载节点的连接；第二恒流恒压转换模块与负载节点中的负载设备电连接；第一恒流恒压转换模块被配置为将分支节点接收的恒流电流，转换为对应的磁场；第二恒流恒压转换模块被配置为响应于与第一恒流恒压转换模块产生的磁场进行耦合，根据磁场生成对应的恒压电流以向负载设备供电。这样，能够为可移动负载节点进行供电，增加供电系统的应用场景，提高供电系统的可靠性。
16、在一种可行的实施方式中，若终端电源的数量大于或等于两个，则终端电源中包括至少一个第一终端电源和至少一个第二终端电源，第一终端电源和第二终端电源均与干路线缆电连接，第一终端电源与第二终端电源的输出极性相反。这样，能够利用多个终端电源进行供电，提高供电的冗余度，降低单个终端电源的输出负载，从而减少因长时间高负荷运行带来的故障，提高终端电源的运行稳定性。
17、本技术实施例提供了一种远距离供电系统，通过恒流输出的终端电源进行供电，分支节点连接负载节点，且分支节点能够对恒流电流进行转换，从而通过恒压电流为对应的负载节点进行供电。同时分支节点接海洋地线，能够使供电系统利用接地进行回流，减少分支节点与负载节点间的线缆设置，降低远距离供电成本，同时减少因线缆损坏带来的破坏供电稳定性的问题。
1.一种远距离水下供电系统，其特征在于，应用于海底观测系统，所述海底观测系统包括多个负载节点，所述供电系统包括至少一个终端电源和多个分支节点，其中：
2.根据权利要求1所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
10.根据权利要求7所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
11.根据权利要求1所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
12.根据权利要求1或11所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
13.根据权利要求12所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
14.根据权利要求1所述的远距离水下供电系统，其特征在于，
