【正文】 感謝我的同學(xué)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。在此向幫助和指導(dǎo)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(xué)者。尤其要強烈感謝我的論文指導(dǎo)老師 烏岳 老師，她對我進行了無私的指導(dǎo)和幫助， 不厭其煩 的幫助進行論文的修改和改進。沒有你們就不會有我的今天。感謝生我養(yǎng)我，含辛茹苦的父母。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。二者結(jié)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。 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。超級電容器直流電源由于沒有蓄電池，不需要復(fù)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。 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。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 17 總結(jié) 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。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(yīng)于大功率充放電和循環(huán)充放電的場合。為了解決這一問題，采用超級電容器內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)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。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。超級電容器采用物理技術(shù)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。 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(fù)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，所以說它非常可靠。根據(jù)電力工程設(shè)計手冊中，關(guān)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。 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(fù)荷通常小于 5A?？紤]到要保證事故分閘的可靠性而使用了這樣的設(shè)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。 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。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(dān)合閘任務(wù)，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(yīng)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)。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(yán)重事故時 有發(fā)生。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。經(jīng)過多年的運行，這些變電站的直流設(shè)備主要存在充電機不能正常運行，并且無法修復(fù)，蓄電池?fù)p壞嚴(yán)重等問題。在變電站或配電站的配電室中專門配有相應(yīng)的直流系統(tǒng)，作為分、合閘操作、控制和保護用的直流電源。由于閥控蓄電池在內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 14 我國問世只有 10年左右，至今還沒有特別成熟的制造、運行經(jīng)驗。因為是全密封電池，無需加水，這給維護帶來很多好處 ，但同時也給觀測和維護帶來困難。由于直流電源是變電站設(shè)備中的重中 之重，直接影響到變電站的安全運行，直流電源是日常必檢項目。過充電還會產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，在負(fù)極板上生成氧化鎘，減少極板有效面積，容量減小，這就是俗稱的“記憶”效應(yīng)。這是為了浮充電流如果過大 ，會使電解液中的水電解成氫和氧，這兩種氣體混合是危險的爆炸氣體，如果通風(fēng)不良就有可能發(fā)生危險。鎘鎳蓄電池在運行中長期處于浮充狀態(tài)，充電機性能的好壞直接影響電池壽命。蓄電池在加工生產(chǎn)中不可能做到每只電池的充放電特性完全一致，雖然生產(chǎn)廠家在出廠時進行匹配組合，到了用戶手中就沒有多少挑選的余地。流電源系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中兼有控制電源和保 安電源的雙重作用，電力操作直流電部分由充電模塊、電池組、調(diào)壓和微機監(jiān)控等幾部分構(gòu)成。 在發(fā)電廠和變電所中，直流控制負(fù)荷和動力負(fù)荷對安全性、可靠性和運行定性要求較高。 合閘時 K閉合 ,合閘后 K斷開 ,動作時間為 . 電磁機構(gòu)合閘的動作完成 ,其輔助開關(guān) K切斷合線圈回路 ,在 ,電容器的端壓和電流稍有下降 ,但其平均值與蓄電池基本相同 ,表明 :在合閘過程中 ,電容器能提供與蓄電池同樣大的功率和能量 .由于電容器此時處在浮充狀態(tài) ,其充電時的能量的恢 復(fù)要比蓄電池快得多 ,能夠及時滿足下次分、合閘要求 ,這是電容器優(yōu)于蓄電池的一個很好的性能 .從以上的分析可以看出 ,用超級電容器可以很方便的替代直流屏蓄電池進行分、合閘操作 ,在電氣線路整改方面 ,如果充電機容量足夠大 ,可調(diào)電位器功率滿足要求 ,電氣線路不必做整改 ,而如果上述條件不能滿足要求 ,只需對其充電線路中加合適的限流電阻即可用電容器替代屏中的蓄電池。摸板法炭材料，盡管不易制備且成本較高，但是卻可以在電化學(xué)電容器充電過程中提供孔徑效應(yīng)這一重要信息。溶劑離子要傳到活性表面的通道即曲折折又漫長還有幾處瓶頸。在電化學(xué)極化的應(yīng)用過程中，在被困在超微孔葉形成非溶劑化離子之前，溶劑化離子很容易擴散到介孔中。 Guterl等人研究發(fā)現(xiàn)離于實斷上集中在孔徑小與 0． 7 nm超微孔中，且電化學(xué)電容器中，多數(shù)超微孔都加入了誘捕非溶劑化離子的行列。然而，活性炭材料中的微孔占了很大的比重，這部分孔隙無法被電解質(zhì)離子潤濕形成有效雙電層，從而降低了碳材料的有效比表面積，限制了碳材料比容量的提高。近年來，介孔材料科學(xué)已經(jīng)成為國際上跨化學(xué)、物理、材料、生物等學(xué)科交叉的熱點研究領(lǐng)域之一，更成為材料科學(xué)發(fā)展的一個重要里程碑。 與純介孔硅材料相比，介孔碳材料表現(xiàn)出特殊的性質(zhì)，有高的比表面積，高孔隙率；孔徑尺寸在一定范圍內(nèi)可調(diào)；介孔形狀多樣，孔壁組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可調(diào)；通過優(yōu)化合成條件可以得到高熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性；合成簡單、易操作、無生理毒性。 2. 介孔碳電極材料 介孔碳是一類新型的非硅基介孔材料， 2nm孔徑 50nm,具有巨大的比表面積（可高達 2500m2/g）和孔體積（可高達 ），非常有望在催化劑載體、儲氫材料、電極材料等方面得到重要應(yīng)用，因此受到人們的高度重視。 由此可 見，微孔和超微孔在離子吸附上起了重大作用，然而少量介孔的存在有利于離子在電極材料中的快速傳輸?；钚蕴康碾妼?dǎo)率依賴于材料的類型，電導(dǎo)率高達 。電導(dǎo)率與材料的多孔結(jié)構(gòu)具有密切的關(guān)系。小于 1 nm的扭曲孔道使得電解液離子更容易聚集在電極表面上，與離子尺寸相近的孔徑的利用率最高?？茖W(xué)家們用炭化物為炭源得到的炭材料孔徑內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文 10 小于 1 nm，其電容值具有顯著地提高。 在不同電解液中研究材料的電化學(xué)行為表明：為獲得高的電容值一個適合的孔徑比高的表商秋更為重要。將電極材料對換，電容值降低而電阻值顯著增大?？紤]到正負(fù)離子的離子半 徑不同而采用不同孔徑的炭材料作為電極的正極和負(fù)極。然而由于有機電解液具有較高的電位窗口，使得 被存儲的能量比在水性電解液中多的多，因此有機電解液更受青睞。 一般的，在水性電解液中，活性炭的電容值為 100～ 200 ：在有機電解液中為 50—。這一觀點與電容值證比于 BET比表面積的觀點相背離。然而，大多數(shù)活性炭并不能完全遵循這一趨勢。采用不同的炭源和活化工藝所制成的活性炭已被廣泛的用于超級電容器領(lǐng)域。然而，微孔對于電解液離子來說必須具有電化學(xué)兼容性，所以中孔 的出現(xiàn) (2 nmd