基于空间电场能量的集能转换技术研究

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1、山东大学硕士学位论文circuit，theeffectofenergyscavengingsystemindifferentoperatingconditionsisobservedtoverifythetheoreticalanalysis．Combiningthehemisphereconvenerandconditioningcircuitwithvoltagestabilization，theoutputvoltagecharacteristicsandstabilityoftheapparatusarestudiedinthisexperiment，whichisofsensi

2、blesignificanceforengineeringapplicationoftheenergyscavengingdevices．Keywords：Smartgrid；Electric-fieldenergy；Energyscavengingtechnology；Energyconverter；Conditioningcircuit；ExperimentsIII山东大学硕士学位论文第一章绪论1．1集能转换技术的研究背景随着传统能源的逐渐耗尽，当今社会正逐步进入能源过渡时代，依赖于传统能源消耗将不能满足社会发展需求，并且传统能源所造成的社会环境问题日益突出，大力发展新能源产业已成为

3、各国的发展策略。国家“十二五”规划已明确强调发展新能源产业，将大力发展太阳能、风能、核能及生物质能等新能源发电技术。能源结构的调整以及新能源产业的发展已经上升为国家策略，在新能源产业的发展以及绿色节能意识的推动下，智能电网已经成为各国竞相发展的一个重要领域。智能电网不仅可以为新能源产业的发展提供保障，促进社会经济的可持续发展，而且在改善能源结构，发挥资源优化配置优势，增强电网运行灵活性、安全性和可靠性以及变革电力服务模式等方面起到极大的促进作用【l捌。智能电网亦称为电网的智能化，它是以物理电网为基础，融合现代先进的传感测量、信息通信、计算机以及控制等技术的新型电网。智能电网以电力系统中的

4、发、输、变、配、用等各环节为对象，以传感测量，信息交互以及先进的管理系统为手段，实现电力系统各环节的智能交流以及资源的合理优化配置。在智能电网实时精确的数据监测要求下，对电网状态进行实时状态监测的传感测量技术成为智能电网的重要的技术基础【3．51。无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)是众多有序布置、分散分布的传感器节点以无分区、多跳等方式构成的无线自组织网络，其目的是感知、采集、处理和传输传感器网络所覆盖区域内的监测信息，并报告给用户。无线传感技术融合了传感器、通信和计算机三大核心技术，实现了信息的采集、处理和传输等综合功能，在未来具有广阔的发展前景。新能

5、源产业的不断发展，智能电网的发展要求以及电网复杂的运行环境，对电力系统的智能化监测和控制提出了更高的要求。并且随着通信技术、计算机技术的发展，未来智能电网的状态监测将朝着细节化、系统化发展，智能电网中将会应用更多的新型传感技术、通信和控制技术。无线传感器技术相比于传统的有线布线方式具有以下的优势：(1)高性价比。无线传感器网络中的节点集成了数据采集、数据通信和数山东大学硕士学位论文据处理等功能，简化了设备；无线传感器网络采用无线通信模式，相比于传统网络，节省布线，节省投资。(2)高可靠性。无线传感器网络具有自组织性，能够根据网络拓扑的动态变化白行进行配置和管理，而且其无线通信的特点更是适

6、合部署在环境较为恶劣以及安装环境苛刻的场合。(3)动态拓扑。无线传感器网络不会因传感器节点的失效、新节点的加入、通信链路带宽变化以及节点和感知对象的移动性等而丧失其通信的功能，相反，其利用特有的动态拓扑性能，能够实现网络拓扑结构的动态变化，更能满足环境变化的需求。(4)高精度。无线传感器网络可以布置在广阔的地理区域内，并且密集的节点布置使得获取的信息具有更大的信噪比，增大监测区域，提高监测精度。而且其可以根据不同的应用场景配置不同的传感节点以监测不同的数据信息，实现不同监测方案的复合监测平台，实现数据的全面系统的采集。无线传感器网络相较于传统通信网络具有非常明显的优势，其在电力系统中的应

7、用也受到越来越多的关注，特别是随着智能电网的发展，无线传感器网络所具有的优势更将助力智能电网的传感测量和通信技术[蚋l。无线传感器网络的能量供给方式主要以蓄电池供电为主，因而其节点的能量有限，设计有效的策略以延长节点的生命周期成为无线传感器网络的核心问题。可靠的能量供给是无线传感器网络工作的基础。无线传感器网络覆盖面积广，监测节点多以及部分应用环境较为恶劣等条件限制了其采用传统有线的能量供给方式，而且采用有线供能方式也不能体现无线传