东海缆系海底观测试验网电力系统设计与分析.pdf

第 3 5 卷第 4期 2 0 1 4年 4月 仪 器 仪 表 学 报 Ch i n e s e J o u r n a l o f S c i e n t i f i c I n s t r u me n t Vo 1 3 5 N o 4 Ap r 2 0 1 4 东海缆 系海底观测试验 网电力 系统设计与分析 术 吕 枫 ，周怀 阳 ，岳继光 ，彭晓彤 ， 何斌 ( 1 同济大学海洋与地球科学学院上海2 0 0 0 9 2 ； 2 同济大学电子与信息工程学院上海2 0 1 8 0 4 ) 摘要： 为了持续提供充裕的电能给大量原位科学仪器， 设计了东海缆系海底观测试验网电力系统， 建立了其核心电力元件的 数学模型， 并分析了其静态和暂态稳定性。采用小扰动法分析了系统静态稳定性 ， 获得了系统静态稳定判据， 证明了切负荷可 提高系统静态稳定性。采用相平面法和 S a b e r 仿真分析了系统暂态稳定性 ， 发现改变核心电力元件的特性或参数 ， 如减小海底 负荷、 增大海缆等效电阻、 减小海缆等效电容或增加岸基远供设备输出电压的调节时间等方法 ， 均可提高系统暂态稳定性。研 制的试验网电力系统长期运行稳定可靠， 证明了系统设计合理可行。 关键词： 缆系海底观测网； 海底电力系统； 静态稳定性； 暂态稳定性 中图分类号 ： T P 2 1 6 T H 7 6 文献标识码 ：B 国家标准学科分类代码 ： 5 1 0 8 0 Po we r s y s t e m d e s i g n a nd a na l y s i s f o r t h e Ea s t Ch i na S e a e x p e r i me nt a l c a b l e d s e a flo o r o b s e r v a t o r y ne t wo r k L v F e n g ，Z h o u Hu a i y a n g ，Yu e J i g u a n g ，P e n g X i a o t o r l g ，He B i n ( J S c h o o l o f O c e a n a n d E a r t h S c i e n c e ，T o n g s U n i v e r s i t y ， S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2， C h i n a ； 2 C o l l e g e of E l e c t r o n i c s a nd I n f o r ma t i o n E n g i n e e r i n g ，T o n g s U n i v e r s i t y ， S h a n g h a i 2 0 1 8 0 4， C h i n a ) Ab s t r a c t ：A p o w e r s y s t e m f o r t h e Ea s t C h i n a S e a e x p e ri me n t a l c a b l e d s e a f l o o r o b s e r v a t o r y n e t w o r k wa s d e s i g n e d t o p r o v i d e a b u n d a n t e l e c t ric p o w e r t o a l a r g e a mo u n t o f i n s i t u s c i e n c e i n s t rume n t s p e r s i s t e n t l y T h e ma t h e ma t i c mo d e l s o f t h e c r i t i c a l p o w e r c o mp o n e n t s a r e b u i h，a n d t h e n t h e s t e a d y a n d t r a n s i e n t s t a t e s t a b i l i t i e s o f t h e u n d e r s e a p o w e r s y s t e m a r e a n a l y z e d T h e s t e a d y s t a b i l i t y i s a n a l y z e d u s i n g t h e s ma l l - s i g n a l d i s t u r b a n c e a p p r o a c h T h e s t e a d y s t a b i l i t y c r i t e ri o n i s g e n e r a t e d，a n d i t i s p r o v e d t h a t l o a d s h e d d i n g c a n i n c r e a s e t h e s t e a d y s t a t e s t a b i l i t y ma r g i n T h e t r a n s i e n t s t a t e s t a b i l i t y i s a n a l y z e d u s i n g t h e p h a s e p l a n e a p p r o a c h a n d t h e S a b e r s i mu l a t o r I t i s d i s c o v e r e d t h a t t h e t r a n s i e n t s t a t e s t a b i l i t y ma r g i n c a n b e i n c r e a s e d b y c h a n g i n g t h e c h a r a c t e ris t i c s o r p a r a me t e r s o f t h e c r i t i c a l p o we r c o mp o n e n t s ，e g ，d e c r e a s i n g u n d e r s e a l o a d s ，i n c r e a s i n g c a b l e e q u i v a l e n t r e s i s t a n c e ，d e c r e a s i n g c a b l e e q u i v a l e n t c a p a c i t a n c e，O t i n c r e a s i n g t h e s e t t l i n g t i me o f t h e o u t p u t v o l t a g e o f t h e s h o r e p o w e r f e e d i n g e q u i p me n t T h e d e v e l o p e d u n d e r s e a p o we r s y s t e m h a s b e e n w o r k i n g s t a b l y a n d r e l i a b l y for a l o n g t i me，w h i c h p r o v e s t h e r e a s o n ab l e n e s s a n d f e a s i b i l i t y o f t h e d e s i g n Ke y wo r ：c a b l e d s e a f l o o y o b s e rva t o r y n e t w o r k；u n d e r s e a p o we r s y s t e m；s t e a d y s t a t e s t a b i l i t y；t r a n s i e n t s t a t e s t a b i l i t y 1 引 言 海洋对全球环境和气候变化的影响巨大。为 了理解 海洋 的运行机理 ， 需要有 目的地 开展长期原位观测 。但 海洋 的巨大体量长期 以来严重阻碍 了人类深入观测其 内 部的复杂动态过程 ， 造成 了观测 数据的严重缺乏 。科学 家迫切需要通过高分辨率 的长期原位观测来记录和量化 数十年的时空序列参数 ， 因此缆系海底观测 网逐 渐成 为 2 1 世纪海洋科技领域的研 究热点 。缆系观测网将 电 力系统和通信系统直接从陆地延伸 到海底 ， 可解决 大量 科学仪器在海底长期运行面临的持续 电能供 给和海量数 据传输两大难题 ， 从而实现从海底长期 实时观测深海大 洋的物理 、 化学 、 生物和地质等复 杂过程 ， 因此被称为继 收稿 日期 ： 2 0 1 3 - 0 9 R e c e i v e d D a t e ： 2 0 1 3 -09 基金项 目： 上海市科 委( 1 0 D Z 1 2 1 0 5 0 1 ) 、 国家 8 6 3计划( 2 0 1 2 A A 0 9 A 4 0 1 ) 资助项 目 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 吕枫 等 ： 东海缆 系海底 观测试 验网电力系统设计与分析 7 3 1 地面海面观测和 空 中遥测 遥感 之后 的第 3个 地球观测 平 台 引。 国内外对缆 系观测网的研究尚处于起步阶段 。小规 模试验 性观 测 网 主要 有美 国 M A R S观测 网 、 加拿 大 V E N U S 观测网 、 美 国 A L O H A观测 网 和我 国台湾 的 MA C H O观测 网 ， 近 几年 均已基本建 成。较 大规模 的 观测网主要有初步建成的加拿大 N E P T U N E观测网 和 日本 D O N E T观测网 、 建设 中的美 国 O O I 观测网 以 及规划中的欧洲 E S O N E T观测 网 。在 8 6 3计 划 的资 助下 ， 近几年来 国内多家涉海单位 合作研究 了海底 观测 试验节点关键技术 ， 研制的国内首个观测节点于 2 0 1 1年 在美 国 M A R S观测 网上成功进行了为期 6 个 月的深海并 网试验 。在上海市科 委的资助下 ， 采用低压 供 电和 无线通信的东海小衢 山观测 站于 2 0 0 9年建成 。在 此基础上 ， 针对海气交换 、 板块移动、 海洋沉积 、 大洋循环 和 自然灾害等科学 主题 ， 国 内多家涉海单 位正在合作研 究小规模的海底观测试验 网。 东海具有独特 的陆架环流体 系、 复杂 的沉积动力过 程和强烈 的陆海相互作用 ， 具有高浊度 、 高通量和高 生产 力的特点， 是研究物质“ 从源到汇” 输运等重大问题的理 想场所 。本文设计 了东海海底 观测试验 网的总体结 构 ， 建立 了其核心电力元件 的数学模型 ， 分析了其海底 电 力系统 的静态和暂 态稳定性 ， 得到 了系统 的静态稳定判 据及其稳定性的影 响因素。研制 的试验 网电力系统长期 运行稳定可靠 ， 证 明了系统设计合理可行 。 2 东海海底观测试验网总体结构 试验网包含 1 个海岸基站、 1 条光电复合海缆、 1 个水下 基站和若干观测平台， 基本设计要求为高可靠性和高稳定 性， 同时具有良好的灵活性和扩展性。试验 网采用单极负高 压直流输 电， 以海 水作 为电流回路 ， 其输 电电压为 一 2 k V ( d c ) ， 配电电压为3 7 5 V ( d c ) 。其核心电力元件为岸基高压 远供设备( p o w e r f e e d i n g e q u i p m e n t ， P F E ) 、 单极 光电复合海 缆和水下基站高压变换器 。其中， 岸基 P F E为恒压源 ， 通过 单极海缆给海底变换器供电， 并由海底变换器将 一 2 k V ( d c ) 输电电压变换为3 7 5 V ( d c ) 配电电压。试验网的总体结构设 计如图 1 所示。 由于试验网采用单极直流输电， 因此在水下基站和海岸 基站分别设置接地( 海) 电极 ， 使岸基 P F E和海底变换器之 间通过海水形成供电电流回路 。根据阳极腐蚀、 阴极保护的 电化学原理 ， 在单极直流输 电系统中， 高压直流电将导致阳 极的加速电解腐蚀。为保护水下基站电极不被腐蚀 ， 以降低 试验网的维护成本， 因此将其设置为阴极 ， 而易于更换 的海 岸基站接地电极设置为阳极。可见， 岸基 P F E输出电压相对 海水应为负压。 图 1 东海海底观测试验网总体结构 F i g 1 Ov e r a l l s t r u c t u r e o f t h e E a s t C h i n a S e a s e a flo o r o b s e r v a t o r y e x p e r i me n t a l n e t w o r k 3 试验网核心电力元件建模 3 1 岸基 P F E 岸基 P F E为三相桥式相控整流器 ， 将陆地 电网提供 的三相工频交流 电能变换 为负 高压直流 电能 ， 其结构如 图 2所示 。 三 一 晶闸管整流器 ： 厂 f s -,2 - s 1 2 s 3 2 I鹾 一 一 = 一 L _J s f s f s 匿壁 垂恒 图 2 岸基 P F E结构 Fi g 2 S t r u c t ur e o f t h e s ho r e s t a t i o n PF E P F E的输出电压 与相控角 之问的关系为 ： = 2 3 4 。 。 ：2 3 4 -U l , 2 。 。 。其中， 和 分别为变压 2 3 4 c 。 s 2 _ - c 。 s 。其中， 和 分别为变压 器一次侧和二次侧相电压有效值， 2 l 为变压器二次侧与 一 次侧匝数 比。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 3 2 仪器仪表学报 第 3 5卷 由于 P F E存在等效源 阻抗 R ， 实际输 出电压 随着 输 J 电流 的增 大而减小 ， 即 U =U s 一 I s R 。由于 尺 远小于海缆等效 电阻 ， 因此在分析海底电力系统稳定 性时 ， 可假设 P F E在允许输 出电流范围内为理想 的直流 恒压源( c o n s t a n t v o l t a g e s o u r c e ， C V S ) ， 其输 出特性 U I 曲 线和稳定 区域如图 3所示 。 J 7 一 0 kM 】 【 图 3 P F E的输 出特性 ，曲线及其稳定 区域 F i g 3 P F E o u t p u t c h a r a c t e ris t i c U- I c u r v e a n d i t s s t a b l e r e g i o n 3 2单极海缆 试验网采用在跨洋通信系统 中普遍应用 的单极光电 复合海缆 ， 以降低 海缆研 制和敷埋 的成本 。试验 网采用 的海缆从里到外依次为光纤 、 不锈钢光纤护套 、 内铠装钢 丝 、 铜管 、 绝缘层 、 外铠装钢丝和外被层 ， 其功能单元为铜 管和光纤 ， 分别用于输送 电能和传输数据 ， 其结构如 图 4 所示 。 铜管 内铠装钢丝 内铠装钢丝 不锈钢光纤单元 绝缘层 外铠装钢丝 外被 层 臣 一 一 图 4 试验 网所用 的海缆结构 F i g 4 T h e s t r u c t u r e o f t h e s u b ma r i n e c a b l e u s e d i n t h e e x p e ri me n t a l n e t w o r k 式中 ： Z 一 s i n h ( T L = 。 假 没 Y和 z 分 别 为单 位 长度 海 缆 的导 纳 和 阻抗 ， Z = y为海缆的特征阻抗 ， r =, y z 为海缆 的传 播 系数 ， 为 海 缆 总长 度 。 当海 缆 长 度小 于 1 0 0 k m 时 ， 其 等 效 导 纳 和 阻 抗 可 分 别 采 用 r Y L c和 Z L c 简化计算 。 I ： R L ； 图 5 海缆 盯形等值模型 F i g 5 盯 e q u i v a l e n t mo d e l o f t h e s u b ma r i n e c a b l e 3 3 海底变换器 受海底设备的体积 限制 ， 海底变换器 必须具 有较高 的功率密度 ， 因此适合采用高频开关直流变换技术 ， 以提 高电能变换效率和降低发热损耗。试验网当前选择全桥 拓扑降压型变换器 ， 其采用 高压 I G B T作为开关器件 ， 其 小信号模型如 图 6 所示。 N 图 6 海底变换器的小信号模型 Fi g 6 S ma l l s i g n a l mo de l o f t h e un d e r s e a c on v ene r 根据 I E E E s t d 3 9 9 ， 任何负荷特性可表示 为恒阻抗负 荷( c o n s t a n t r e s i s t a n c e l o a d ， C R L ) 、 恒 电流负荷 ( c o n s t a n t c u r r e n t l o a d ， C C L ) 和 恒 功 率 负荷 ( c o n s t a n t p o w e r l o a d ， C P L ) 的叠加 ： P =P c R L+P c c L+P c P L：a u +6 +c ( 2) 海底变换器的输人功率为 ： P U s 1 = = 喊 ( 3) ， 式中： P 眠 P 、 U U s I u 和 叼分别为海底变换器 的 输入功率 、 输 出功率 、 输入电压 、 输 入 电流 和电能变换效 率， 假设 叼为常数 。在平衡状态下 ， P 。 。 。 恒定 ， 则 P = 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4 期 吕枫 等： 东海缆系海底观测试验网电力系统设计与分析 7 3 3 P =C， 因此其为 C P L 。 将式 ( 3 ) 在平衡点附近进行小信号线性化并忽略高 次项 ， 可得 ( I ， i n k ， i n+ ， i n ； ， i n )=0。则变换器 的小信号输入阻抗为 ： P C P L： ： ：一 ( 4 ) 一 一 r p 。 可见 ， 在海底变换器 的正常工作输入电压范围内， 在 小信号意义上 近似表 现为负 阻抗特性 ， 其 输入 特性 一 ， 曲线和稳定 区域如图 7所示 。 0 s ，m) ( 。 图7 海底变换器的输入特性 ， 曲线及其稳定区域 F i g 7 I n p u t c h a r a c t e r i s t i c U - I c u r v e a n d s t a b l e r e g i o n o f t h e u n d e r s e a c o n v e r t e r 4 试验 网电力系统 稳定性分析 海底电力系统稳定性对于试验网的可靠运行至关重 要 ， 必须对其进行合理 的建模和分析 ， 以尽量降低其运行 风险。图 8为试验网电力系统 的等效原理图。图中， P 为海底变换器 的输 入功率 ， 和 分别为海缆 的等效 串 联 电感和等效 串联 电阻 ， c 为海缆等效接地 电容和岸基 P F E输出滤波电容之和 ， C ： 为海缆等效接地 电容和海底 变换器输入滤波电容之和 ， G 和 为岸基 P F E和海底 变换器之问的传输线等效接地 电导。 G 和 G 代表传输 线对地绝缘 电阻 ， 分析 中可认为 G =G =0。假设岸基 P F E等效输 出电阻 R =0。 图8 海底电力系统等效原理图 F i g 8 E q u i v a l e n t s c h e ma t i c d i a g r a m o f t he u n de r s e a p o we r s y s t e m 4 1静 态 稳定 性 分 析 由于 P 和 u 船恒定， 且 M c=P i ， 假设电感电流和 电容电压 为系统状态变量 X= i “ 。 ， 则系统状态方 程为 ： d iL 一 (5 ) I c 2 d u C 一 系统运行于平衡点时， 满足 d i L = d u C = 0， 得 ： f c ： _U s s U 2s s - 4 P u s R J ( 6 ) I ， P u s U。 系统 存在平衡 点 的条 件 为 P u s 。当且 仅 当 = 时 ， P 。= 4 R ， 为系统可 提供给 负荷的最 大 功率 。若 负荷 功 率超 过 该 最 大值 ， 将 导 致 系 统崩 溃 。 可见 ， P F E输出电压一定时 ， 其和海底变换器之间的 等效串联电阻越小， 系统能够输送的最大功率越大。 假设 岸基 P F E和海 底 变换 器 之 间 的总 等 效参 数 为 R=1 2 0 Q， L= 2 4 m H， C 2 =1 2 F ， 则可得 最小系统 的 P 一 U 曲线和 P 一 r 曲线如 图 9所 示 。其 中 ， 输 电 效 率 叩 = 1 0 0 。可见 ， 除 了最 大负荷功 率点 ， 系统在其 他负荷 功率处 均有 2个平 衡点 ， 其 中高 电压 平衡点 的输 电效 率大 大高于低 电压 的平 衡点 ， 因此 系 统运行 于高 电压 平 衡点 处更 为合 理 。此外 ， P 越 大 的平衡点 ， U 。 对 P 。 的灵敏度 越高 ， 说 明系统 在重载 下 容易进 入不稳 定 区域 。 2 l 1 P o s &W 图 9海底电力系统 P U s U 。曲线和 P u s 一 曲线 F i g 9 Pu s - uo s a n d PU S - c t l F y e s o f t h e u n d e r s e a p o w e r s y s t e m 设 系统运行在平衡点 X 。 = 。 处 ， 且 在该平 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 3 4 仪器仪表学报 第 3 5卷 衡点 出施加小 扰动 工： 五 。 ， 则 可将状 态方程 式 ( 5 ) 在该平衡点处线性化 ， 得 ： f 一矾 + 舡 系统的 J a c o b i a n 矩阵为 J ， 则特征方程 为： i A I J l = 九R 一 一 )A + 壶 ( 一 P usR ，I = 。 (8 ) 系统静态稳定 的条件为状态方程的所有根均具有 负 实部 ， 即 P 。 综上所述 ， 得 系统静态稳定判据为 ： P u s 1 1 O ( b ) 图 1 1 海底 电力 系统在不 同负荷下 的相平 面图 Fi g1 1 P ha s e p l a n e di a g r a ms o f t he u n de r s e a p o we r s y s t e m u n d e r d i f f e r e n t l o a d s 图 1 2 海底电力系统在不同海缆参数下的相平面图 F i g 1 2 P h a s e p l a n e d i a g r a ms o f t h e u n d e r s e a p o w e r s y s t e m u n d e r d i f f e r e n t c a b l e p a r a me t e r s 一 【( 一 rL【 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 吕枫 等 ： 东 海缆系海底观测试验 网电力系统设计与分析 7 3 5 5 试 验 网电力 系统仿真和试 验 5 1系统仿真 根据以上分析 ， 折中选择的海缆参数 ( 制造商标称参 数) 为 r = 1 0 O k in， f _ 0 4 m H k m， c = 0 2 tx F k m， 考虑 岸 基 P F E和海底变换器与海缆之间的传输线参数 ， 试验 网电源与负荷之 间的等效参数约为 R= 5 1 Q， L= 2 2 m H， C = 1 3 tx F 。水下基站 内部负 载主要为远程监控 系统及 直流变换损耗 ， 总功耗约为 4 0 0 W， 启动 时关 闭全部外部 负载 。 假设 岸 基 P F E 的 输 出调 节 时 间 分 别 为 1 m s和 1 0 m s ， 海底变换器输入电压 的 S a b e r 仿真波形如图 1 3所 示 。可见 ， P F E输出电压调节过快可 导致 水下基站 输入 电压振荡并产 生较高 的电压超调 ， 从而增大海 缆的电压 应力 ， 因此适当增大 P F E的输出 电压调节时间有利于提 高系统暂态稳定性。 2 2 之1 1 t m s ( b ) 图 1 3 不同P F E调节时间下海底变换器输入电压过渡过程 F i g 1 3 I n p u t v o l t a g e t r a n s i e n t w a v e f o r ln s o f t h e u n d e r s e a c o n v e r t e r u n d e r d i f f e r e n t P F E s e t t l i n g t i me 假设 岸基 P F E与 海 底 变换 器 之 间 的等 效 电容 降 低 至 C ： =1 3 F或 等 效 电感 提 高 至 L=2 2 0 m H， 则 海 底变换 器 的输入 电压 波 形 如 图 1 4所 示 。可 见 ， 过 小 的等效 电容 或 过大 的等 效 电感 可导 致水 下 基 站 输 入 电压振荡 并产生 较高 的电压 超调 ， 从 而增 大海 缆 的 电压应力 ， 严 重 时 会 导 致 水 下 基 站 因输 入 欠 压 而关 闭 ， 证 明了增大 等效 电容 或减 小等效 电感 有利 于提 高 暂态 稳定性 。 2 0 0 0 0 0 0 t m s ( a ) 0 U 1 0 0 2 O 0 3 n0 4 n0 5 O ，0 t m s ( b ) 图 1 4 不 同海缆参数 下海底 变换 器输入电压过渡过程 F i g 1 4 I n pu t v o l t a g e t r a n s i e n t wa v e f o r ms o f t he u nd e r s e a c o n v e r t e r t i n d e r d i f f e r e n t c a b l e p a r a me t e r s 5 2 试验研究 研制的海底 电力系统 的试 验配置如 图 1 5所示 。试 验中 ， 岸基 P F E通过光 电复合海缆给水 下基站 高压直 流 变换器供电 ， 水下基站远程监控 系统将 电力状态数据通 过光 电负荷海缆传回岸基。 图 1 5 海底 电力系统试验 Fi g 1 5 Ex pe r i me n t s e t u p o f t he un d e rse a po we r s y s t e m 海底变换器采用软开关全桥移相拓扑结构， 功率部分采 用英飞凌公司3 3 k V ( d e ) 耐压的 I G B T F F 2 0 0 R 3 3 K F 2 C作为 开关器件。其输入电压范围 ：( 1 22 4 ) k V( d e )， 最 大输出功率 P 。=2 4 0 0 W ， 输出电压 u o o =3 7 5 V( d e )， 并 采用 U C C 3 8 9 5 作为 P WM控制器。海底变换器的启动过渡 过程和移相 P WM波形如图 1 6 所示 ， 可见海底电力系统运行 O 0 O O 0 ) O 呲 呲 2 2 1 1 之叭 门 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 3 6 仪器仪表学报 第 3 5卷 稳定。 2 耋 蓬 O 2 。 氢 ： 薰 一2 0 参考文献 2 3 4 5 图 1 6 海底变换器的启动波形和移相 P WM驱动波形 F i g 1 6 S t a r t u p a n d p h a s e s h i ft P W M wa v e f o Y n l s o f t h e u n d e r s e a c o n v e r t e r 6 为避免系统进入 不稳定区域 ， 从 而提高系统运行 可 靠性 ， 设计 了试验 网电能监控 系统 ( p o w e r m o n i t o r i n g a n d c o n t r o l s y s t e m， P M A C S ) 。P M A C S 负 责检测岸基 、 水下 基 站和 S I I M各 内部负载和外部负载的供电状态 ( 包括电压 7 值、 电流值和开关状态 等) ， 控制负载供 电通 断和调 节岸 基 P F E输出电压。 6 结 论 本文为东海海底观测试验 网设计 了海底 电力 系统 ， 建立了其核心电力元件 的数学模 型， 分 析了系统的静态 和暂态稳定性 ， 并进行 了研制和试 验。 采用小扰动法分析 了系统静态稳 定性 ， 得静态稳定 ， D ， 1 、 判 据 为P u s m i n ( 半 。 ， 1 U 2 ) ， 并 获 得 了 切 负 荷 可 提高系统静态稳定性的结论。 采用相平 面法 和 S a b e r 仿 真分析 了系统 暂态 稳定 性 ， 发现改变核心电力元件的特性或参数 ， 如降低海底负 荷、 增大海 缆等效 电阻、 减小 海缆 等效 电容 或增 加 P F E 输出电压的调节时问等 ， 可提高系统暂态稳定性 。 研制的试验网电力系统长期运行稳定可靠， 证明了 系统设计合理可行 。 致 谢 感谢同济大学汪品先院士和许惠平教授对课题的指 导和帮助。 8 9 1 0 1 1 1 2 C H AVE A D，MA S S I O N G，MI K AD A HS c i e n c e r e q u i r e m e n t s a n d t h e d e s i g n o f c a b l e d o c e a n o b s e r v a t o ri e s J A 肌 G e o p h y s I t a l y ， 2 0 0 6 ， 4 9( 2 - 3 ) ： 5 6 9 - 5 7 9 FAVAL I P，B ERANZOL I L S e a flo o r o b s e r v a t o r y s c i e n c e ：A r e v i e w J A n n G e o p h y s I t a l y ，2 0 0 6，4 9 ( 2 3 ) ： 5 1 5 - 5 6 7 P ER S 0 N R，A0U S T I N Y，B L AND I N J e t a 1 F r o m b o t t o m l a n d e r s t o o b s e r v a t o ry n e t w o r k s J A n n G e o p h y s I t a l y ， 2 0 0 6 ， 4 9( 2 3 ) ： 5 8 1 5 9 3 DUCK L 0W H W ， DON EY S C， S T E I NB ERG D KC o n t r i b u t i o n s o f l o n g t e r m r e s e a r c h a n d t i me - s e r i e s o b s e rva t i o n s t o ma ri n e e c o l o g y a n d b i o g e o c h e mi s t r y J A n n u a l R e v i e w o f Ma r i n e S c i e n c e ，2 0 0 9，1： 2 7 9 3 0 2 DE L ANE Y J B ARGA RA 2 0 2 0 v i s i o n f o r o c e a n s c i e n c e J H E Y T，T A N A L E Y S ，T o l l e K e d s ：T h e Fo u rth Pa r a d i g m Wa s h i ng t o n：Mi c r o s o f t Re s e arc h，20 09： 2 7 3 8 S MI T H K L，RU HL H A，B E r r B J ，e t a 1 C l i ma t e ， c ar b o n c y c l i n g ，a n d d e e p o c e a n e c o s y s t e m s J P r o c e e d i n g s o f t h e N a t i o n a l Ac a d e my o f S c i e n c e s ， 2 0 0 9， 1 0 6( 4 6 ) ： 1 9 2 1 1 1 9 2 1 8 R UHL H A ， ANDRE M ， BE RAN Z OL I L，e t a 1 S o c i e t a l n e e d f o r i mp r o v e d u n d e r s t a n d i n g o f c l i ma t e c h a n g e ， a n t h r o p o g e n i c i mp a c t s ，a n d g e o h a z a r d w a r n i n g d riv e d e v e l o p m e n t o f o c e a n o b s e rva t o ri e s i n E u r o p e a n S e a s J P r o g r e s s o f O c e a n o g r a p h y ， 2 0 1 1 ， 9 1( 1 ) ：1 3 3 汪品先从海底观察地球地球系