浅谈超级电容器储能系统在微电网中的应用.pdf

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1、电力建设建材与装饰2017年3月浅谈超级电容器储能系统在微电网中的应用张婕（湖北工业大学国网江西省电力公司九江供电分公司）摘要：分布式电源的大量接入，对大电网安全稳定的影响已经不容忽视，微电网是一种分布式电源接入电网的较好的解决方案。在提高电能质量方面，微电网中的储能元件正发挥着越来越大的作用。本文中对超级电容器储能系统在微电网中的应用进行了研究。关键词：微网；储能；超级电容器中图分类号：TM53文献标识码：A文章编号：1673-0038（2017）09-0236-02超级电容器是性能介于传统蓄电池和传统静电电容器之间2超

2、级电容器储能系统的工作原理的储能元件，随着新型电极材料和电介质的开发，超级电容器的超级电容器储能系统利用多组超级电容器将能量以电场能能量密度和功率密度不断增加，超级电容器储能技术用于电力的形式储存起来，其基本结构如图1所示，主要由用储能的超级系统成为可能[1]。电容器组，双向DC/DC变换器，DC/AC逆变器和控制单元构成[3]。1超级电容器是介于传统物理电容器和电池之间的一种优秀的储能元件，它的巨大的优越性表现为[2]：（1）功率密度高。超级电容器的内阻很小，而且在电极/溶液界面和电极材料本体内均能够实现电荷的快速储存和

3、释放，是其他化学电源都无法比拟的，是一般蓄电池的数十倍。（2）充放电循环寿命长。超级电容器在充放电过程中没有发生电化学反应，其循环寿命可达万次以上，而当前蓄电池的充放图1超级电容器储能系统基本结构电循环寿命只有数百次。（3）充电时间短。完全充电只要数分钟，而蓄电池在这么短的3超级电容器的储能系统在微电网中的应用时间内是无法实现完全充电的。3.1短期功率补给（4）实现高比功率和高比能量输出。一般说来，比能量高的储微电网有两种运行模式：在正常情况下，微电网和传统的配能体系其比功率不会太高；同样，一个储能体系的比功率比较电网一样

4、运行，称为并网模式；当检测到大电网故障或者对电能高，其比能量就不一定会很高，许多电池体系就是如此。质量的要求不能被满足时，微电网及时与大电网断开连接，转变（5）储存寿命长。超级电容器充电之后储存过程中，虽然也有成独立运行，也成为孤岛模式。由于微电网经常需要部分来自大微小的漏电电流存在，但这种发生在电容器内部的离子或质子电网的能量，所以再由并网模式向孤岛模式转变的时候必然会迁移运动乃是在电场的作用下产生的，并没有出现化学或电化有一定的能量差额，安装储能设备的目的就是帮助微电网在两种模式之间进行平稳的过渡[4]。学反应，没有产

5、生新的物质。再者，所用的电极材料在相应的电解液中也是稳定的，因而超级电容器的储存寿命几乎可以认为3.2作为能量缓冲设备是无限的。微电网由于其规模小，所以惯性也很低，由负荷产生的波动（6）可靠性高。超级电容器工作中没有运动部件，维护工作极就很严重，它将影响电网的平稳运行。我们总是期待在微电网中少，也不必像蓄电池那样需要经常充放电维护。发电设备的高性能（例如能量单元）。希望其能工作在额定容量（7）环境温度对正常使用影响不大。超级电容器可以正常工以下，然而，微电网的负荷容量每天总是在变化的，同时，它也随作的温度范围在-35~75

6、℃之间。在极限温度，其抗恶劣环境温度着天气的变化而变动。为了满足峰值负荷的功率供应，调峰发电的能力远远大于传统的蓄电池。因此，在军事上、航天航空以及厂必需添加燃料和气体来调整峰值负荷，不幸的是，这种方法由环境恶劣的地区，超级电容器可以发挥电池不能发挥的优势。于燃料的价格很高，成本也就很高。表1各储能系统的比较超级电容器储能系统可以有效的解决上述问题。当负荷很低能量密度功率密度使用寿命效率时，它能够存储多余的电能，而在峰值负荷时，将存储的能量释储能方法E/M（Wh/kg）P/M（W/kg）Cyclelife（hour）η（%

7、）超级电容器2~57000~18000>106>95放给微电网来满足功率需求。储能系统作为一种必要的能量缓超导<1100010690冲手段显得越来越重要。它能够不通过安装发电单元就能满足蓄电池30~200100~70010380~85峰值负荷的需求，同时避免了低负荷时的能量浪费。飞轮5~50180~180010690~95超级电容器由于其高功率密度和能量密度的性能称为处理超级电容器可以任意并联使用，增加电容量。如采取均压后，峰值负荷时的最优选择。而且它只需要在低负荷时尽可能多的还可以串联使用，提高电压等级。·236·201

8、7年3月建材与装饰电力建设储存能量就好。尽管蓄电池已经被作为储能单元广泛的应用，但进行结合，超级电容器可以提供快速释放的能量来满足高功率是频繁快速的充放电导致其使用寿命的衰退[5]。的需求，因此燃料电池只能用作能量源。微电网通过配置超级电容器储能系统可以减少由于恶性负3.5对微电网有益荷的动力传动系统对