【導讀】內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)論文·越嚴重，人們都在研究替代內(nèi)燃機的新型能源裝置。但是由于它們固有的使用壽命短、溫度特性差、化學電池污染環(huán)境、系統(tǒng)。復雜、造價高昂等致命弱點，一直沒有很好的解決辦法。而超級電容器以其優(yōu)異。動能源，并且具有比傳統(tǒng)的化學電池更加廣泛的用途。正因為如此，世界各國（特。別是西方發(fā)達國家）都不遺余力地對超級電容器進行研究與開發(fā)。

　　

【正文】 夠的合閘能量。直流系統(tǒng)存在的這些問題已經(jīng)直接影響到變電站的安全可靠運行。 由于電容儲能式硅整流分、合閘裝置具有結構簡單、成本低、維護量小的特點， 因此在當時的這些末端站得到了廣泛的應用，但是這些裝置在實際使用中暴露出一個致命的缺陷：事故分閘的可靠性差，其原因是使用的儲能電解電容器組的容量有限 (只有幾千個微法 )，漏電流較大。有限的儲能及較大的漏電，使其無法在任何情況下保證事故分閘所需要的能量，由此造成的嚴重事故時 有發(fā)生。有些用戶不得不將其換成小容量的蓄電池組，其目的就是為了能保障分閘的能量。拋開蓄電池價格昂貴、壽命有限的不足，單就從必須按規(guī)定對其進行維護保養(yǎng)才能正常工作這一點來說，就是讓工作人員頭疼的問題，因為這里的蓄電池組不承擔合閘任務，長時間處于備用狀態(tài)，有些問題（如單個電池不良和記憶效應等）不象蓄電池組直流電源那樣從合閘操作中發(fā)現(xiàn)，這就要求工作人員主動定期地對蓄電池進行維護保養(yǎng)。由于工作量大，實際中這些工作在現(xiàn)場很難做到百分之百落實，甚至有些工作人員編造工作記錄蒙混過關，因此蓄電池組的內(nèi)部狀態(tài)是否正常已很難保 證，如不及時發(fā)現(xiàn)蓄電池組中有問題的蓄電池并進行更換，一旦供電線路出現(xiàn)事故需迅速分閘時，就有可能提供不了足夠的能量，有可能造成更大的事故。 由蓄電池組成的直流電源，能存儲很大的電能而實現(xiàn)停電后的長時間的直流供給。在一些重要變、配電站 (如 110kV 及以上級別的變電站 )這是必要的功能，內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)論文 15 然而有些不重要的末端站及用戶站，實際上并不需要停電后長時間的直流供給。考慮到要保證事故分閘的可靠性而使用了這樣的設備，然而帶來的卻是很高的運營成本，經(jīng)常的維護保養(yǎng)以及不長的使用壽命，另外故障率也因其電池的多節(jié)串聯(lián)而增加。這些問題 希望有較好的辦法來解決，超級電容器的出現(xiàn)及其具備的優(yōu)良性能為解決這一問題帶來了希望。 超級電容器單獨儲能的直流電源系統(tǒng)可行性分析 在 110KV、 35KV、 10KV的中小型末端變電站以及企業(yè)內(nèi)部的 6KV配電系統(tǒng)中，經(jīng)常性負荷通常小于 5A。模擬當電網(wǎng)失電后，由電容放電來維持直流母線電壓的試驗。根據(jù)電力工程設計手冊中，關于直流系統(tǒng)控制母線電壓允許波動范圍為85％～ 110％ Un ，額定電壓 Un =220V時，控制母線電壓允許波動范圍為 187～242V。電容維持控制母線電壓實驗采用耐壓 280V，容量 。 控制母線電流小于 2A時，將保持 30s的跳合閘能力，在實際運用中，將配備多臺電容互為熱備用，因而在極端的情況下，經(jīng)常性負荷達 4A，維持母線電壓能達數(shù)十秒，對于任何一種繼電保護，其動作時間都能在數(shù)秒鐘內(nèi)完成，因為留有了充足的跳合閘的能量，所以說它非?？煽俊＿@種超級電容器直流電源由于沒有蓄電池，不需要復雜的充電電路，真正實現(xiàn)了免維護，大大降低了人員的勞動強度。超級電容器采用物理技術儲能，對環(huán)境沒有污染，循環(huán)壽命長，節(jié)約了成本，符合國家節(jié)能減排政策。 超級電容器 蓄電池混合儲能直流電源 現(xiàn)在運行 中的少油斷路器中，大都配備的是 CD－ X型電磁操動機構，其合閘沖擊電流高達 120A以上，是變電站經(jīng)常性直流負荷電流的 10倍以上，在分合閘操作時就迫使蓄電池組大電流放電，這不僅需要配備大容量的功率型蓄電池組才能滿足要求，并且對蓄電池本身造成了極大損害。拋開蓄電池組價格昂貴、壽命有限的不足，單就從必須按規(guī)定定期對其進行維護保養(yǎng)這一點來說，就是讓工作人員頭疼的問題，而且大量的蓄電池長時間處于備用狀態(tài)，造成了巨大的人力和物力的浪費。如果僅采用超級電容器儲能組成直流電源，雖滿足分合閘操作要求，但一些重要的變電站在電網(wǎng)停 電后需要 2～ 4小時的直流供給，超級電容器的能量密度比較低，無法保證長時間的持續(xù)供電。為了解決這一問題，采用超級電容器內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)論文 16 蓄電池混合儲能直流電源方案是最好的選擇。 蓄電池與超級電容器在技術性能上具有較強的互補性，蓄電池的能量密度大，但功率密度小，充放電效率低，循環(huán)壽命短，大功率充放電和頻繁充放電的適應性不強。而超級電容器則相反，其功率密度大，充放電效率高，循環(huán)壽命長，非常適應于大功率充放電和循環(huán)充放電的場合。二者結合起來，無疑會大大提高儲能裝置的性能。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)論文 17 總結 作為新興的能量儲存器件，超級電容器能夠?qū)崿F(xiàn)快速充放電，具有極高的功率密度。與蓄電池相比，在功率密度、充電時間、使用壽命以及環(huán)境溫度等方面具有很大的優(yōu)勢，但在能量密度方面處于劣勢。 論文主要完成了一下級個部分： 1. 通過對比超級電容器與普通的蓄電池之間的差別，對超級電容器的前景進行了分析。 2. 對現(xiàn)如今直流電源的問題做出了分析，從而以超級電容器彌補它的缺點。超級電容器直流電源由于沒有蓄電池，不需要復雜的充電電路，真正實現(xiàn)了免維護，大大降低了人員的勞動強度。超級電容器采用物理技術儲能，對環(huán)境 沒有污染，循環(huán)壽命長，節(jié)約了成本，符合國家節(jié)能減排政策。 3. 蓄電池組價格昂貴、壽命有限的不足，單就從必須按規(guī)定定期對其進行維護保養(yǎng)這一點來說，就是讓工作人員頭疼的問題，而且大量的蓄電池長時間處于備用狀態(tài)，造成了巨大的人力和物力的浪費。通過超級電容器，其功率密度大，充放電效率高，循環(huán)壽命長，非常適應于大功率充放電 和循環(huán)充放電的場合。二者結合起來，無疑會大大提高儲能裝置的性能， 可以更加有效的改善這一缺點。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)論文 18 致謝 行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我四年的大學時光 也即將敲響結束的鐘聲。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)折點上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。生我者父母。感謝生我養(yǎng)我，含辛茹苦的父母。是你們，為我的學習創(chuàng)造了條件；是你們，一如既往的站在我的身后默默的支持著我。沒有你們就不會有我的今天。謝謝你們，我的父親母親！ 在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導老師 烏岳 老師，她對我進行了無私的指導和幫助， 不厭其煩 的幫助進行論文的修改和改進。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的 支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最中心的感謝！ 感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。 感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。 由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正！ 內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)論文 19 參考文獻 [1] 劉建新 .超級電容器在直流電源中的應用 . 華東交通大學學報 .2020930 [2] 范偉 . 超級電容器直流電源的研制及應用 . 華北電力大學（河北） .2020 1228 [3] 胡安等 . 超級電容器在直流電力系統(tǒng)中應用研究 . 船電技術 .2020， 1215 [4] 張慧妍 ， 超級電容器直流儲能系統(tǒng)控制技術的研究 . 中國科學院研究生院 .2020523 [5] 劉志祥 等 . 千法級超級電容器的制備 . 電源技術 ， 20205 [6] 王海杰 . 超級電容器在電力驅(qū)動系統(tǒng)中應用 .電氣技術 .20208 [7] 李志強 . 超級電容器研究及其應用 .稀有金屬 .20203 [8]戴艷陽 . 超級電容器應用設計 .電源技術 .20206 [9]王曉峰 . 碳納米管超級電容器的研制和應用 .電源技術 20201 [10] 李海東 .超級電容器模塊化技術的研究 . 中國科學院研究生院（電工研究所） .2020 [11]冷超 .超級電容器儲能系統(tǒng)發(fā)電控制的研究 . 華北電力大學（河北） .2020 [12]薛洪發(fā) .超級電容器在變配電站直流系統(tǒng)中的應用 .電氣時代 .202011