超级电容在电力系统中的应用-第3页-北极星储能网

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2)当充放电停止时，超级电容会有一个稳定的电压，且该电压相较充放电结束时刻电压值有个小幅度的降低，这是超级电容器电极-电解质的电阻性质所引起的。

3在电力系统中的应用

超级电容具有很多优良的特性并在航天航空、电力系统、交通、电力电子等多个领域成功的应用。如作为后备电源应用于电子产品中，作为电启动系统应用于汽车、坦克等内燃发动机。其中，在电力系统中的应用主要有：

1)作为储能装置代替传统电容器应用在高压变电站及开关站的电容储能式硅整流分合闸装置中;

2)基于APF(Active Power Filter，电力有源滤波器)拓扑的电能质量调节器，其原理是在直流侧并联超级电容，利用其快速充放电性能达到补偿负荷的功率波动和电压波动的作用;

3)用于光伏、风力发电等分布式能源发电以及微网的储能系统，利用其输出(吸收)功率密度高的特点对分布式能源发电的随机性和波动性进行平滑，达到削峰填谷的效果。

3.1电容储能式硅整流分合闸装置

传统断路器操动机构是CD-X型电磁操动机构，该机构采用直流电源提供动作所需能量。目前直流电源主要采用蓄电池，但是常年使用的蓄电池会出现内阻增大、容量下降等问题，进而导致功率输出能力变差，这些缺点使得蓄电池直流电源无法在所有工况下保证分合闸所需要的能量，可能在故障时出现断路器无法动作的情况，可靠性较差。文献[7]提出了一种基于超级电容储能技术的新型直流电源，将超级电容和蓄电池配合使用，克服了传统CD-X型电磁操动机构的直流电源存在的充电机不能正常运行，并且无法修复、蓄电池损坏严重等问题。

3.2负荷电能质量调节器

近年来，由于大量含有电力电子装置的非线性负载接入电网而导致了电网谐波水平逐年升高的问题和由交直流电弧炉、电弧焊机、工业轧机、绞车、电力牵引机车等大容量冲击性负荷的启动引起的电压暂降问题等负荷电能质量问题越来越受到人们的重视。文献[4]提出了负荷质量调节器(Unified Load Quality Conditioner，ULQC)的概念，该调节器的主电路以并联型APF拓扑为基础，在直流母线上放置超级电容作为储能装置，并设计双管升降压斩波电路来控制超级电容，利用超级电容容量大充放电速度快的特点调节器能够快速平抑负荷的波动功率或突变功率，从而改善负荷的品质，到达提高电能质量的效果。

3.3分布式能源的储能系统

随着越来越多的分布式能源接入电网，分布式能源如风电、光伏等的发电功率具有的随机性和波动性势必会给电网运行、调度、控制等方面带来负面的影响。为此，储能技术的发展成为解决此问题的有效手段。特别地，超级电容因其具有能在短时间内提供大功率的优点，使得其在作为分布式能源的储能系统上发挥出了优势。文献[3]介绍了一种基于超级电容储能的风电场功率调节系统，该系统的特点是在风电场输出母线配置PCS，并将超级电容器组成容量较大的电容器组作为储能装置并联于PCS直流侧。通过变流器的控制，超级电容可以抑制风电场的有功波动，同时能调节无功从而稳定并网电压，提高风电场的电能质量。文献[10]对超级电容和蓄电池的混合储能在独立式光伏系统中的应用进行了实验研究，结果表明，太阳电池在外界环境波动较大的情况下，混合系统的功率输出平稳，且蓄电池仍能稳定充电，提高了系统的利用率，减小了蓄电池的循环次数，提高了蓄电池的使用寿命。

原标题：超级电容在电力系统中的应用

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