基于超級電容器儲能的配電自動化終端直流電源設計及應用

劉樹林 ，馬一博 ，劉 健

（1.西安科技大學 電氣與控制工程學院，陜西 西安 710054；2.陜西電力科學研究院，陜西 西安 710054）

0 引言

配電網自動化是實現故障快速定位、隔離以及供電恢復，從而提高供電可靠性的重要手段，也是智能電網的重要組成部分［1-2］，而配電自動化終端裝置是實現配電自動化的基礎環節［3］，一般在戶外運行，其中的電源不僅要對自身進行供電還要對通信模塊及控制回路跳、合開關的儲能回路等［4］進行供電。當饋線環路出現永久性故障時，環路出線開關保護動作跳閘，導致饋線全線停電，這時配電自動化終端、通信設備、一次設備開關的操作都要求不間斷供電。因此，提供可靠的不間斷電源是配電自動化終端開發設計中首要考慮的問題。傳統配電自動化終端的直流電源通常采用蓄電池儲能以實現不間斷供電，但蓄電池存在使用壽命短、功率密度低、放電性能受溫度影響、充放電電流不能太大等問題［5-7］，因此，對于要求長壽命和高可靠性且環境惡劣的應用場合，使用蓄電池作為儲能元件就存在許多局限。

近年來，超級電容器 SC（Super-Capacitor）作為一種新興的儲能設備，與蓄電池相比，具有存儲能量大、充電速度快、循環使用壽命長、功率密度高、超低溫特性好和綠色環保等諸多優點［8-10］，更適合應用于需要瞬時提供大功率的場合［10-11］，同時，將SC與蓄電池組合的混合儲能技術，可發揮各自優勢，已成為近年來的研究熱點［12-14］，并成功應用于電力系統［15-18］。

本文針對SC用作儲能元件的不間斷電源時所存在的問題，提出一種通過附加升壓變換器，從而有效提升超級電容儲能利用率的智能直流不間斷電源方案，并將其應用于配電自動化終端單元中，從而提高配電自動化系統的穩定性和可靠性。……