【正文】 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。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。生我者父母。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。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。二者結(jié)合起來，無疑會大大提高儲能裝置的性能。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。這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。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。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，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。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。由于這些問題的存在，如果發(fā)生站內(nèi)短路事故，所用變電壓將迅速降低，此時若蓄電池組不能提供足夠的能量跳開斷路器，將發(fā)生越級跳閘事故；如果當交流供電電源停電或直流穩(wěn)壓器有故障時，又不能提供足夠的合閘能量。 超級電容器應用于直流電源問題的引出 我國 20 世紀 60～80 年代建設的 35kV 變電站及 10kV 開關(guān)站，絕大多數(shù)高壓開關(guān)（斷路器）操動機構(gòu)是 CD－X 型電磁操動機構(gòu)。 2. 密封鉛酸蓄電池直流電源由于鎘鎳蓄電池維護量大，一種免維護密封鉛酸蓄電池 (簡稱閥控蓄電池或VRLA電池)開始得到廣泛應用。過充電會使電池冒液，在電池外表及連接片上產(chǎn)生墨綠色氧化物，腐蝕構(gòu)件，降低絕緣，使自放內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)論文14電增加。在使用中用同一個充電電源，向同一負荷放電，久而久之由于個別電池的特性差別越來越大，而影響整個裝置性能。直流控制負荷包括電氣和熱工系統(tǒng)的控制電路、信號回路、保護路、通信設備、自動裝置、事故照明和某些執(zhí)行機構(gòu)等，直流動力負荷包括斷路器合閘的操作機構(gòu)，火電廠中的汽輪機潤滑油泵、發(fā)電機氫密封油泵及給水潤滑油的直流電動機等，直流電源系統(tǒng)，作為變電站中不可或缺的二次設備，對發(fā)電廠變電站正常、安全運行乃至整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，都起著極為重要的作用。 超級電容器的充放電性能 超級電容器的充電性能目前,高壓開關(guān)柜的操作機構(gòu)大多采用CDCDCD17等型號,其合閘電流一般在100A～200A,超級電容器完全可以在短時間內(nèi)提供這樣大的電流,經(jīng)過對直流屏的簡單改造,PZGN—10為例,.其中R1———浮充電流控制開關(guān)R′———限流電位器C———超級電容器()因圖中R1的阻值為15Ψ,功率P為100 W,選型較小,而電容器初始電壓為0,內(nèi)內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)論文12,如果替代蓄電池其初始充電電流較大,因此須在浮充電器中加一個合適的限流電阻,開始充電時將其調(diào)至最大位置,電容器端壓升高后,再把R調(diào)至最低,保證浮充過程中電流平穩(wěn),按照以上線路對電容器進行充電,其過程按RC電路的零狀態(tài)響應進行分析計算,大約需要T=RC為15分鐘左右,電容器端電壓達額定值. 超級電容器的放電性能考慮直流屏的電源主要是為高壓開關(guān)柜提供的,放電過程主要是通過合、分,其合閘線圈電阻為R=,合閘時間=秒,蓄電池組由180節(jié)、 V、20 Ah鎘鎳電池組成,充足電后電壓可達230 V、內(nèi)阻=＊180= V～260 V、 F的超級電容器并聯(lián)組成的電容器組,并聯(lián)后內(nèi)阻r=,電壓為230 V,為便于比較,如圖2所示,為蓄電池和電容器的放電回路。然而在典型的微孔活性炭中，這一情況卻完全不同。而有序介孔碳材料不僅具有高比表面積，而且孔徑較大，孔道排列有序，有利于電解液離子的擴散，因此可以成為超級電容器的優(yōu)良電極材料。它的誘人之處還在于其在燃料電池，分子篩，吸附，催化反應，電化學等領域的潛在應用價值。具有高比表面積、更適宜的小于1 nm的孔徑以及微孔和中孔率達到良好平衡的炭材料具有最佳電容行為。一般的，孔道越多，電導率就越低。他們重點研究了在1．5 M的乙腈TEBF4電解液中，炭材料的孔徑對電荷儲存的影響。此研究結(jié)果清晰地證明了在離子尺寸和炭材料的孔徑之間必須找到一個折衷點。為優(yōu)化活性炭在有機電解液中的電容行為，必須選擇一種具有適合傳輸電解液離子的孔道的活性炭材料。近期的研究發(fā)現(xiàn)，在水相電解液中，比表面積僅為1300 m2．g1的炭材料其電容值可高達 175 F．g1。我們很容易在文獻中發(fā)現(xiàn)這樣一個觀點：BET表而積越高，電容值越高。眾所周知，微孔(2 nm)在形成電化學雙電層的過程中起到很重要的吸附作用。研究發(fā)現(xiàn)炭材料的電化學導電性嚴重影響電化學雙電層電容器的厚度。炭材料能在不同的溶液中(從強酸到強堿)保持化學性質(zhì)的穩(wěn)定，并且能在較寬的溫度范圍下工作。第三章 超級電容器的性能 超級電容器的電極材料 目前應用于超級電容器的電極材料有3種：炭基材料、金屬氧化物材料和導電聚合物材料。當電梯上升時，能量緩沖器向驅(qū)動系統(tǒng)中的直流母線供電，提供電機所需的峰值功率；在電梯減速下降過程中，吸收電機通過變頻器向直流母線回饋的能量。采用超級電容器儲能，可以充分發(fā)揮其功率密度大、循環(huán)壽命長、儲能密度高、無需維護等優(yōu)點，既可以單獨儲能，也可以與其他儲能裝置混合儲能。目前世界各國都在開發(fā)電動汽車，主要傾向是開發(fā)混合電動汽車（HEV） ，用電池為電動汽車的正常運行提供能量，而加速和爬坡時可以由超級電容器來補充能量。 電動汽車和混合電動汽車 電動汽車的動力源有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池以及燃料電池等。 3. 主電源。 2. 替換電源。 小功率電子設備的后備電源、替換電源或主電源 1. 后備電源。然而由于人多數(shù)超級f乜容器都使用有機電解液，造成單位電容的價格很高，最初只應用于軍事領域，作潛艇或坦克發(fā)動機的啟動動力。電化學能量儲存可用于需要高能量密度的領域，例如：電機、數(shù)字通訊系統(tǒng)和為電腦提高脈沖能量等。顯然，該突破也對下一代鋰電池的研制者造成威脅。EEStor 公司負責人聲稱，該超級電容器每公斤所存儲的能量可達 千瓦時，相比之下，每公斤鋰電池是 千瓦時，鉛酸電池只有 千瓦時，這就讓超級電容器有了可用在從電動車、起搏器到現(xiàn)代化武器等多種領域的可能。與傳統(tǒng)的電化學電池相比，超級電容器有很多好處。這一技術(shù)一旦進入成熟的工業(yè)生產(chǎn)，他們所研制的新型超級電容器動力系統(tǒng)將替代包括從電動汽車到筆記本電腦的一切電化學電池。　　，而鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池軍具有毒性。因此，一般雙電層電容器容量很容易超過 1F，它的出現(xiàn)使普通電容器的容量范圍驟然躍升了 3554 個數(shù)量級，目前單體超級電容器的最大電容量可達 5000F。由于隨著超級電容器放電 ，正、負極板上的電荷被外電路泄放，電解液的界面上的電荷相應減少。同時，雙電層電容器與可充電電池相比，可進行不限流充電，且充電次數(shù)可達 10^6 次以上，因此雙電層電容不但具有電容的特性，同時也具有電池特性，是一種介于電池和電容之間的新型特殊元器件。那么，如果在電解液中同時插入兩個電極，并在其間施加一個小于電解質(zhì)溶液分解電壓的電壓，這時電解液中的正、負離子在電場的作用下會迅速向兩極運動，并分別在兩上電極的表面形成緊密的電荷層，即雙電層。它是一種電化學元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復充放電數(shù)十萬次。超級電容器單獨儲能和超級電容器與蓄電池組成混合儲能系統(tǒng)在我國僅僅處于理論研究與初步試用階段，而系統(tǒng)的研究超級電容器直流儲能單元、超級電容器充電均壓、混合儲能系統(tǒng)模型及