可再生能源互聯(lián)網(wǎng)中的微電子技術

潘坤明

摘 要 目前階段，可再生能源互聯(lián)網(wǎng)對于電子系統(tǒng)提出了更高的要求。而為了能夠更好地滿足要求，就需要積極地創(chuàng)新可再生能源互聯(lián)網(wǎng)。然而，將微電子技術應用在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)中的不同層級，并且成為其重要的支撐性技術。

【關鍵詞】可再生能源 互聯(lián)網(wǎng) 微電子技術 應用

1 分布式儲能技術

傳統(tǒng)的電力儲能技術主要包括抽水儲能、蓄電池儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等等。而在以上儲能技術當中，比較成熟的就是蓄電池儲能，并且鉛酸蓄電池在各行業(yè)當中被廣泛應用，這也是其他儲能技術無法比擬的。然而，在可再生能源不斷推廣和應用的過程中，傳統(tǒng)的電力儲能技術已經(jīng)無法滿足人們日常生活的需求，所以，應研發(fā)出高效小型儲能器以及儲能管理系統(tǒng)，這也將成為分布式儲能技術未來的發(fā)展需求。其中，鋰離子電池的工作電壓比較高，其能量密度較大，循環(huán)壽命相對較長，而且具有無記憶效應，所以，是當前電子產品中的主要電源，并且成為新能源汽車中重要的技術路線。但是，鋰離子電池在分布式儲能器中的實際應用仍然存在諸多不足，其電池的電解液容易出現(xiàn)爆炸，而且電池的安全性無法得到保證。

分布式儲能器應在多個方面予以突破與創(chuàng)新，而超級電容電池比較適用在分布式微電網(wǎng)當中。因為，超級電容電池，具有較高的安全性，而且成本不高，其比能量和比功率都相對較高，循環(huán)壽命更長。所以，同其他電池相比，電容量受到溫度影響的程度比較小，所以，有可能成為全新的分布式儲能器。其中，超級電容主要就是把兩個無反應活性多孔電極板懸浮在電解質當中，而在極板加電以后，極板就能夠分別吸附相應的離子，進而形成等效超高密度的雙層電容器。超級電容電池把雙層電容器和鉛酸電池融合在一起，不僅能夠始終保持較高的功率，而且還可以延長使用壽命，使得電路更加簡化，比能量提升，減少了整體費用。然而，超級電容電池中重要的技術就是碳材料，所以，在有限的尺寸情況下，擴大極板有效表面積是十分重要的。此外，要想解決負極板中存在的硫酸鹽化現(xiàn)象，則可以增加其中所含的碳含量，進而對負極板中的PbSO4積累予以抑制，最終增加電池的使用壽命。

2 信息采集芯片技術

可再生能源互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)最主要的區(qū)別就在于信息技術的深度融合，而且為實現(xiàn)能源的共享及運行的高效性提供有力的保障。在微電子技術的基礎上所產生的新型信息采集芯片在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著重要的支撐作用，同時還能夠真實地體現(xiàn)出信息技術在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)當中的深度融合。

其中，可再生能源互聯(lián)網(wǎng)之所以能夠實現(xiàn)電力網(wǎng)絡的信息化，主要的原因就是信息采集芯片的不斷發(fā)展，然而，這也是可再生能源互聯(lián)網(wǎng)信息的主要特征所決定的。

2.1 海量的數(shù)據(jù)信息

因為可再生能源互聯(lián)網(wǎng)當中的信息，其來源空間分布的十分廣闊，并且數(shù)據(jù)量比較大。所以，信息采集芯片就要在能源互聯(lián)網(wǎng)中進行海量裝備，進而保證實時并且廣泛地監(jiān)控電力網(wǎng)絡的狀態(tài)，不斷提升可再生能源互聯(lián)網(wǎng)可靠程度。

2.2 信息的多樣化

在能源互聯(lián)網(wǎng)當中，信息種類較多，所以，要采集多樣化并且多功能的信息。最關鍵的就是對與電學相關的信息，因為這部分信息不僅能夠對電能進行監(jiān)測，同時還能夠確保電能質量所需的質量。此外，需要采集與非電學量相關的信息內容，這樣就能夠直接地反映出電力網(wǎng)絡設備的狀態(tài)信息。當可再生能源大量地接入網(wǎng)絡以后，確保可再生能源互聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定性的前提條件就是所獲得的分布式發(fā)電裝置與分布式儲能裝置的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，同時還能夠對其進行嚴格地調度與監(jiān)控。在微電子微機電系統(tǒng)技術發(fā)展的過程中，為其提供了成本偏低且能夠集成傳感的方案，進而更好地對能源互聯(lián)網(wǎng)設備狀態(tài)信息進行全面實時的監(jiān)測。

3 通信芯片技術

可再生電網(wǎng)和信息網(wǎng)絡是可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，而通信的安全與可靠也同樣是可再生能源互聯(lián)網(wǎng)運行的重要保證。目前所存在的互聯(lián)網(wǎng)通信技術主要就是有線通信與無線通信，能夠保證可再生能源互聯(lián)網(wǎng)運行的正常。但是，互聯(lián)網(wǎng)開放程度較大，很容易受到攻擊，所以，把電力網(wǎng)絡全部暴露在互聯(lián)網(wǎng)中并不安全和可靠。因此，在具有較高安全性要求的應用當中，一定要建立其同互聯(lián)網(wǎng)物理隔離的另外一套通信體系，確保信息的傳輸是安全可靠的。而電力線通信是最佳選擇，電力線路與電力網(wǎng)絡都是封閉的，同互聯(lián)網(wǎng)是物理隔離，很難受到攻擊，具有極高的安全性和可靠性。將電力線作為重要載體，利用PLC來控制可再生能源互聯(lián)網(wǎng)。然而，PLC芯片本身存在問題，而且，可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模比較大，信息采集點比較多，所以，只是依靠PLC是很難將全部通信需求覆蓋的。所以，可以采用無線傳感網(wǎng)絡當作PLC的補充。這樣一來，信息采集就可以配備無線傳感通信芯片，而且，部分無線傳感通信芯片還可以在電力線處獲得電能，但是也有部分無法獲得電能。所以，需要將低功耗芯片技術同微型超級電池相結合，進而使芯片的使用壽命更長。

4 結束語

綜上所述，在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)當中，微電子具有支撐作用，而且在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的多個領域中發(fā)揮著重要的作用。文章對可再生互聯(lián)網(wǎng)當中的微電子技術進行了詳細地分析，希望可以加快微電子技術的進一步發(fā)展，并促進可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的進步。

參考文獻

[1]于慎航，孫瑩，牛曉娜等.基于分布式可再生能源發(fā)電的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[J].電力自動化設備，2010，30（5）：104-108.

[2]王繼業(yè)，孟坤，曹軍威等.能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術研究綜述[J].計算機研究與發(fā)展，2015，52（5）：1109-1126.

[3]姚建國，高志遠，楊勝春等.能源互聯(lián)網(wǎng)的認識和展望[J].電力系統(tǒng)自動化，2015（23）：9-14.

[4]孫秋野，滕菲，張化光等.能源互聯(lián)網(wǎng)動態(tài)協(xié)調優(yōu)化控制體系構建[J].中國電機工程學報，2015（14）：3667-3677.

[5]董朝陽，趙俊華，福拴等.從智能電網(wǎng)到能源互聯(lián)網(wǎng)：基本概念與研究框架[J].電力系統(tǒng)自動化，2014（15）：1-11.

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