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根據原理分類。根據不同的作用原理，超級電容器主要劃分成雙電層型超級電容器、贗電容型超級電容器等兩大類。雙電層型超級電容器，在制造材料上進行了更新處理，如：活性碳電極材料，結合高比表面積的活性碳材料加工后制成電極；碳氣凝膠電極材料，結合前驅材料制備凝膠，再進行碳化活化處理作為電極。贗電容型超級電容器，一般采用了金屬氧化物電極材料、聚合物電極材料。前者有：NiOx、MnO2、V2O5等用于正極材料，活性碳等用于負極材料，后者有：PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等經P型或N型或P/N型摻雜制取電極。
電梯的短時制動：當發生電壓暫降時，電扶梯牽引電機失去電源，同時啟用機械制動，使得扶梯抱閘減速停梯。當扶梯上有乘客時，乘客將由于慣性而摔倒，導致人員傷亡事故。使用超級電容作為后備電源，可以在短時內使得電梯平滑制動，從而減少人身傷害。
超級電容電池優點1、具有法拉級的超大電容量，比普通電容要大很多。2、瞬間釋放的功率比普通的電池高近十倍，而且不會損壞。3、充放電循環壽命在50-100萬次以上，這是最大的優點之一，傳統電池一般只能充放幾百次。4、能在﹣40℃度至60℃度的環境溫度中正常使用，傳統電池低溫下效能將會大大降低。5、有超強的荷電保持能力，漏電量非常小，傳統電池要經常充電才能保持狀態。6、充電迅速，它的速度比普通電池快幾十倍，幾分鐘就可充滿一輛汽車所需要的電量。7、本身不會對環境造成污染，真正免維護，而傳統電池仍是有污染。超級電容電池其缺點體積大，它的體積比較大，體積相當的電池相比，它的儲電量要小。電量少，即使達到法拉級的電量，但與傳統電池相比，仍然少得可憐，按目前的技術，它仍然不能作為電動力的主要儲電器。
瞬時電壓補償裝置（DVR—dy n a m i cvoltage restorer）通過在系統和負荷間同步地串聯注入三相交流電壓并控制注入電壓的增值、相位，能在毫秒級的時間內給負荷側補償適當的跌落電壓，讓負載側恢復正常電壓，消除電壓暫降影響。因快速的注入補償能力、相對很低的待機損耗、較小的儲能元件要求而具有很好的實用性和經濟性。
電路功耗為P，需要工作的時間為t。電容容量為C，初始電壓為U0，最小工作電壓為U。電容儲存能量的公式為W=1/2*C*U^2電容釋放的能量就是電路工作所消耗的能量，于是有如下等式成立P*t=1/2*C*（U0^2-U^2）其中P：功率，單位Wt：工作時間，單位sC：電容容量，單位FU0：初始電壓，單位VU： 最小工作電壓，單位V則C=2*P*t/( U0^2-U^2)
合容是一家集團公司，下轄4家制造工廠，2家貿易公司，合容新能源是合容電氣股份有限公司下屬的全資子公司，主要研發超級電容、電容電池、混合型電容電池、高性能儲能裝置。產品應用于軍工、軌道交通、電力裝備、汽車動力、機械裝備等領域。研究的成果已經應用到軍事領域
合容新能源有成熟的動態電壓補償器系統，系統具有先進的控制算法，輔以超前的制造工藝，可兼容幾乎所有儲能設備充電需求。具有超寬恒功率范圍、卓越的低壓恒流能力、全功率范圍加權效率高、極限溫度工作范圍大、待機功耗小等優點，系統運行更安全、可靠，經濟、環境適應性更強。智能正反向運行，提升系統可靠性，兼具 恒壓、恒流、恒阻及恒功率多種模式。確保工廠產線在晃電情況下不會斷電。
超級電容主要應用于一些需要瞬時高功率放電的場合，短時間釋放較大的能量，傳統的電池是達不到的，超容的內部反應是物理反應。
西安合容新能源科技有限公司
24小時熱線服務：029-89157003
郵箱：xahrxny@126.com
地址：西安市經開區草灘生態產業園尚苑路 8599 號
項目名稱：山西智慧能源示范工程
工程內容：超容儲能系統、飛輪儲能系統、蓄電池儲能系統安裝；運行安裝調試
二、設計原則
產品設計主要標準如下，其他附加標準可參考技術協議。凡是注明日期的標準文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的文件，其最新版本適用本文件。
GB/T34120-2017 電化學儲能系統儲能變流器技術規范
NB/T 42160-2018 三電平直流/直流雙向變換器技術規范
NB/T 31016-2011 電池儲能功率控制系統技術條件
GB/T 191-2008 包裝儲運圖示標志
GB/T 2423.1-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗A：低溫
GB/T 2423.2-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗B：高溫
GB/T 2423.3-2006 電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗 Cab：恒定濕熱試驗
GB 4208-2008 外殼防護等級（IP代碼）
GB 3859.1-1993 半導體變流器基本要求的規定
GB 3859.2-1993 半導體變流器應用導則
GB 3859.3-1993 半導體變流器變壓器和電抗器
GB 14048.1-2006 人機界面標志標識的基本和安全規則導體的顏色或數字標識
GBT 34870.1-2017 超級電容器
第1部分：總則
其它未注明標準按國際、國內或行業標準執行。
三、客戶問題概述
根據山西電力局要求，計劃在山西需建立一個多類型混合儲能裝置的試驗平臺，用于各類儲能相關的測試，根據討論確定，現場安裝超級電容器儲能裝置、飛輪儲能裝置滿足功率的快速輸出的需求；安裝蓄電池儲能裝置滿足長時間能量的支撐需求。
四、方案設計
4.1裝置方案設計及原理
混合型儲能系統由超級電容器儲能裝置、飛輪儲能裝置、蓄電池儲能裝置、EMS管理系統等組成，整個系統匹配現場的風機與光伏等發電裝置；該混合型儲能系統可實現對新能源發電的輸出功率進行快速調節、削峰填谷、能量快速回收利用、對輸出電壓進行支撐、提高整個新能源場低電壓穿越能力等功能。
4.2裝置主要參數表
項目 | 標稱值 | |
交流側輸入/輸出參數 | 額定輸入功率 | 100kW |
輸入類型 | 三相四線制 | |
額定電壓 | 380Vac±15% | |
額定電流 | 150A | |
額定頻率及范圍 | 50Hz±5% | |
功率因數調節范圍 | ±0.99 | |
諧波含量THDi | ≤3% | |
直流側輸入/輸出參數 | 直流輸入路數 | 1 |
直流功率（kW） | 100KW | |
直流母線最高電壓（V） | 750V | |
直流側最大電流（A） | 333A | |
直流電壓工作范圍（V） | 0VDC-800VDC，300VDC以下恒流運行（最大電流333A），具備0V啟動能力,300VDC以上可恒功率運行 |
飛輪儲能裝置系統參數
項目 | 參數 | 備注 |
產品型號 | GTR-333 |
|
額定功率 | 333kW（充電/放電） | |
額定充放電時間 | 15s |
|
存儲/可用容量 | 3.61/1.58kWh |
|
最大轉速 | 36000r/min |
|
轉子材質 | 碳纖維復合材料 |
|
充放電次數 | >1000萬次 |
|
最佳運行溫度 | 5℃~40℃ |
|
冷卻方式 | 循環液冷 |
|
總裝尺寸 | 1.1m*1.3m*2.2m（寬*深*高） |
|
重量 | 1500kg |
|
額定功率 | 333kW（充電/放電） | 飛輪儲能變流器和PCS柜體可采用一體式結構 |
額定電壓 | 750VDC | |
充電效率 | 95% | |
防護等級 | IP21 | |
冷卻方式 | 強制風冷（變頻） |
蓄電池儲能裝置系統參數
序號 | 項目 | 參數值 | 備注 |
1 | 電池簇電壓范圍（V） | 725~900 |
|
2 | 電池簇標稱容量（kWh） | 118.4 | 額定倍率放電 |
3 | 額定充電電流（A） | 74 |
|
4 | 額定放電電流（A） | 74 |
|
5 | 設計放電倍率 | 0.5C |
|
6 | 0.5C充放電下，一充一放循環次數 | 5500次 |
|
7 | 能量效率 | 95% |
|
8 | 電池架尺 （W*D*H mm） | 815*659*2293 |
|
PCS變流器參數 | |||
9 | 交流接入方式 | 三相四線制 |
|
10 | 額定功率 | 250kW |
|
11 | 過載能力 | 110%：長期運行 120%：不少于10min |
|
12 | 額定電壓 | 380/400V AC |
|
13 | 最大輸出電流 | 397A |
|
14 | 額定電網頻率 | 50Hz |
|
15 | 功率因數 | 1超前~1滯后 |
|
16 | 隔離方式 | 帶隔離變 |
|
17 | 最大輸出功率 | 275kVA |
|
18 | 直流電壓范圍 | 500-900 |
|
19 | 最大轉換效率 | ≥97.3% |
|
20 | 尺寸（寬*高*深） | 1000*1950*800，mm |
|
21 | 重量 | 1450kg |
|
22 | 外殼防護等級 | IP20 |
|
23 | 噪聲 | ≤75dB |
|
24 | 冷卻方式 | 風冷 |
|
25 | 通信接口 | CAN、RS485 |
|
26 | 通信規約 | Modbus-RTU、Modbus-TCP |
|
序號 | 項目 | 參數值 | 備注 |
1 | 電池簇電壓范圍（V） | 725~900 |
|
2 | 電池簇標稱容量（kWh） | 118.4 | 額定倍率放電 |
3 | 額定充電電流（A） | 74 |
|
4 | 額定放電電流（A） | 74 |
|
5 | 設計放電倍率 | 0.5C |
|
6 | 0.5C充放電下，一充一放循環次數 | 5500次 |
|
7 | 能量效率 | 95% |
|
8 | 電池架尺 （W*D*H mm） | 815*659*2293 |
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PCS變流器參數 | |||
9 | 交流接入方式 | 三相四線制 |
|
10 | 額定功率 | 250kW |
|
11 | 過載能力 | 110%：長期運行 120%：不少于10min |
|
12 | 額定電壓 | 380/400V AC |
|
13 | 最大輸出電流 | 397A |
|
14 | 額定電網頻率 | 50Hz |
|
15 | 功率因數 | 1超前~1滯后 |
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16 | 隔離方式 | 帶隔離變 |
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17 | 最大輸出功率 | 275kVA |
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18 | 直流電壓范圍 | 500-900 |
|
19 | 最大轉換效率 | ≥97.3% |
|
20 | 尺寸（寬*高*深） | 1000*1950*800，mm |
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21 | 重量 | 1450kg |
|
22 | 外殼防護等級 | IP20 |
|
23 | 噪聲 | ≤75dB |
|
24 | 冷卻方式 | 風冷 |
|
25 | 通信接口 | CAN、RS485 |
|
26 | 通信規約 | Modbus-RTU、Modbus-TCP | |
4.4應用效果
通過近半年的測試，混合型儲能裝置順利投運，裝置各類信息正常上傳，并且實現遠程控制，從EMS端可實時的查看各類發電裝置運行數據，可查看各類儲能裝置的運行情況，并且可自動實現各類能量管理功能；各項測試數據良好，滿足現場運行的效果，得到客戶的認可。
4.5現場照片
100kW30s超級電容器儲能裝置運行于山西智慧能源示范工程基地
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