智能电网超级电容技术分析.docx

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1、智能配电网-超级电容技术分析超级电容在智能配电网的应用随着用电环节的加大，用电保障要求的提高，电网运行水平随之需要提高，智能电网的进一步实施和发展，对故障的实时性响应要求提高，排除故障的及时性也需要电网运行人员随时保障，因此在掉电之后备用电源的实际支持时间无需过长，在结合来电之后短时快速充电响应特性，采用超级电容作为电源的前提已经完全具备。同时，由于控制设备数量庞大，传统的电池电源方案无法做到完全免维护（包括采用电池监控也难以做到），同时可靠性也不够，电网运行人员难以兼顾庞大数量的设备，保证设备的稳定性可靠性显得至关重要。采用完全免维护控制电源是保证电网稳定运行的必然!超级电容是什么？超级电容

2、器（法拉电容、黄金电容）是利用电子导体活性炭与离子导体有机或无机电解液之间形成感应双电荷层原理制成的电容器。超级电容器电荷距离远比传统电容器介质材料所能实现的距离更小，活性炭电极表面积成数量级的增大，使得超级电容器较传统电容器而言有超级大的静电容量，这也是其“超级”所在。伪电容型超级电容？采用电化学储能而外特性曲线像电容的一类化学储能器件。应用概述1正常供电：当线路有电时，电源模块为DTU/FTU/1TU/TTU提供工作电源，超级电容器提供给开关设备的电动分合闸机构进行操作。2 .备用电源：当线路失电时，超级电容器作为能源端通过电源模块为DTU/FTU/1TU/TTU提供后备电源，同时驱动开关

3、进行分合闸操作。3 .使用范围：HCCCap超级电容电源系统适用于配网领域各环网柜、开闭站、变电站、柱上单元等场合的掉电保护，提供给开关柜、智能单元和通信等系统和设备使用。超级电容直流电源特点1针对智能终端和各类高压开关开发的超级电容和电源模块；2.完全免维护，超级电容与电源模块均无需维护；3,性能可靠，内含保护电路，电源模块组合方便；4,温度特性好，特别是低温特性优异，在-40b+70C。仍正常工作；5 .输出电流能力强，保证分合闸的可靠性；6,定制方便，模块化设计，可根据客户需要调整；7 .超长使用寿命，高达10年；8 .绿色能源，无污染，不含有害金属成分；9 .在国网内已大量使用实际时间

4、超过10年以上。超级电容与蓄电池特性对比I超级电容蓄电池I寿命（衡坏/时间）IOO万次以上;10年500次72年维护性彻底免维护定期活化可靠性高可旗不稳定工作温度-40oC+70oC-2OC-5OcC过放电特性无影响有影响环保特性环保重金属终端适用性户外/时间短/负我低室内/时间长/负我大茸电池的使用右命1 通蓄电池使用时间在23年2 配电网末端控制环节数量庞大，媾护环节整以完全做到位爆以俣证每个里节在使用周期中的性对一致性，导致单节逢早失效带来其他串联体的连续恶化，整姐性能会减加快4对高低温敝恿，使得蓄电池可能在早期开始出现衰减貂级电容的住用方能利理钻能使遇超级电容里便具有超快的使用寿命规超

5、单支差异带来的加速失效I句笃.保国空组寿命节电池的维护性蓄电池往往需要定期活化雍护弟维护蓄电池不是直的一免维护.3 长期处于天全浮充常乐的性能衰减4 处于定期维护状森时的运营安全性5 庞大的然逐数量而来的高运维成本超级电暮的堆护住1 超级电容，星完全免维护的事件，无需定期无放电维护2 可以长期处于工作电压状态或电J空置/半空置状态，超级电容工作区间可在OV到籁定电压之间3 不存在过放电的网驶，对性能没有过多影响其电岫的可包11 芯电池状态不易刿断2 电池平时处于淳充状忠，即使内部极板发生劣化，箕柒电压可能仍然与新电池处于相似的状态3 Jt以早期致哥和更涣处理，而一且需要较大的电法放电或更深度的

6、放电，其端电压即发生很大趺落，不鸵程放出大量电能，提供不了足笫能量供直流环石使用4 低温送一步加剧彰照电流粉出能力5 特别是分合闸等更要功能不能可靠稳定动作C超级电容的可筌性超级电容的电压直接反映其内部的蓄电情况，便于监赛，通过检窝电压或阻抗就可以反映其状森情况，从而使得瓦流环节使用与分合同更为可靠稳定2超长使用得晶与免维护持性决定了其高可靠性超皴电容的温度特性超级电容的高低温特性非常好，特别是低温特性好，在-4OeC仍能第正常工作，无需具他俣混措应即可正常工作，与蓄电池比较，真正包到了节脆减做2HCCCaP超级电容在-4（C仍然具有90%以上的窕量，俣证电网冬季的稳定可靠运行苗电池的环保将性

7、通常使用的电池均存在比较大的污毅，大量的使用还存采收集和处理的漏河极大Ie加，尽一少的使用是发展的必然另外敌的流Jt几乎是其整以完全克殿的问霎，在长期使用.密封柜内和数量庞大几个电网末施应用条件下，酸秀和池索导致柜体损坏田封和对电子元件造成携环（柜体破我之后还会市来外界环财电子元件的加速按坏），使得设备可靠性降低.设备更垃成本道加，除维护电池本身之外对设街的人工维护成本也更是极大Ie加E超缪电容的环保恃f11 作为完全逢色鸵源的超级电容,电极由作为吸附剂的与人体稗机相育性的活性发作为材料，具有无污处，不含任何有害金属成分的特点，是下一代腑源主力茎2 由于其特性要求器件的完全空封，在设计上采用了

8、完全空封的结构3 具电解液为中性电解质，就M发生机就破？S之后的泄S1也不会过大彩响柜内设备葛电池的光放电特性1 电池过放疗导致电池出现失效性辰环，同时在电池电量不足的情况下2 亏空电池启时充电J1以补充是嬖能量达到其正虢工作状态，系蜿投入的及时性得不到俣障F超级电容的无放电特性1 超级电书即使亏电，一旦有能源补充，依然还可以正常充放电，丝M不影洞具特性2 超级电容补充电能快速向戒，补充能量少，短时就可以立即投入工作超级电容方案设计的基本原则超级电容直供，电压上限与电压下限；弄清负载特性：平均负荷、最大负荷通过DC/DC转换；电容容量冗余设计；电容容差能力强，正偏差；电容平衡可靠性设计，简单、

9、皮实、可靠。实际方案计算例举（仅供参考）1馈线终端三遥FTU,核心单元平均功耗通常V1OW,通信采用无线通信模块，保持在线平均3W,断路器满足分闸要求，平时采用220V交流供电，直流电源要求24V,备用时间15min2 .采用电容模组：48F/27V3 .电源模块，输入交流220V,双路输出直流24V,一路直供负载，一路向电容组充电，支持来电立即分合闸功能4 .停电备用，由电容直接输出支持负载，取能范围27V16V,可支持15min以上注：仅供参考，可根据客户应用需求定制开发！合众汇能智能电网超级电容模组型号更多规格型号敬请直接联至合众汇能电压容量范围27V系列2.5F54F29.7V系列20F-320F30V系列10F-636F54V系列3F-47F48V系列165F-2OOF60V系列2.5F-200F电力相关应用：1 .DT/FT1T供电与掉电保护电源2 .环网柜/开关站/变电站操作电源与掉电保护电源3 .柱上开关操作电源与掉电保护电源4 .通讯模块光端机/载波机/无线模块供电与掉电电源5 .故障指示器GPRS/GSM发射电源6 .负荷监控电能表/电能表集中器/三相电能表掉电通讯电源7 .微网/分布式电网储能8 .电能质量调整/DVR功率补偿电源