什么是超级电容
超级电容器（super capacitor），又名双电层电容器（Electrical Double—Layer Capacitor）、黄金电容、法拉电容。是介于传统电容器和充电电池之间的一种新式储能元件。其容量可达几百至上万法。功率是电池的l0倍以上，贮存才干比一般电容器高，具有作业温度规划广、可快速充放电、循环寿数长、无污染、零排放等特色。
超级电容器储能体系的根本结构如图1所示。超级电容器多为双电层结构，其活性炭电极和电解质之间是空间散布式结构，可用多个电容器的串并联描绘超级电容器的特性。
在超级电容器组充放电进程中，端电压规划改变大，一般有必要选用DC/DC变换器作为接口电路来调理超级电容器的储能和释能。DC/AC变换器可选用双向DC/AC逆变器，或许选用AC/DC整流器及DC/AC逆变器。超级电容器储能体系并联在微电网中母线或许馈线上。
超级电容器储能体系运用多组超级电容器将能量以电场能的方法贮存起来，当能量紧迫缺少或需求时。再将存储的能量经过操控单元开释出来，精确快速补偿体系所需的有功和无功，然后完成电能的平衡与安稳操控。超级电容器自身的长处使得它在运用于散布式发电时，在与其它储能方法的相互竞赛中胜出。
超级电容器分类介绍
（1）双电层电容器
双电层电容器是经过电极与电解质之间构成的界面双层来存储能量的新式%&&&&&%，当电极与电解液触摸时，因为库仑力、分子间力、原子间力的效果，使固液界面呈现安稳的、符号相反的双层电荷，称为界面双层。
双电层电容器运用的电极资料多为多孔碳资料，有活性炭（活性炭粉末、活性炭纤维）、碳气凝胶、碳纳米管。双电层电容器的容量巨细与电极资料的孔隙率有关。一般，孔隙率越高，电极资料的比外表积越大，双电层电容也越大。但不是孔隙率越高，电容器的容量越大。坚持电极资料孔径巨细在2-50 nm 之间进步孔隙率才干进步资料的有用比外表积，然后进步电容。
（2）赝电容器原理
赝电容，也叫法拉第准电容，是在电极资料外表或体相的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位堆积，发生高度可逆的化学吸附/脱附或氧化/复原反响，发生与电极充电电位有关的电容。因为反响在整个别相中进行，因而这种体系可完成的最大电容值比较大，如吸附型准电容为2 000×10-6 F/cm2。对氧化复原型电容器而言，可完成的最大容量值则十分大，而碳资料的比容一般被以为是20×10-6 F/cm2，因而在相同的体积或分量的状况下，赝电容器的容量是双电层电容器容量的10-100 倍。
现在赝电容电极资料首要为一些金属氧化物和导电聚合物。金属氧化物超级电容器所用的电极资料首要是一些过渡金属氧化物，如：MnO2、V2O5、RuO2、IrO2、NiO、WO3、PbO2和Co3O4等金属氧化物作为超级电容器电极资料，研讨最为成功的是RuO2，在H2SO4电解液中其比容能到达700-760 F/g。但RuO2稀有的资源及昂扬的价格约束了它的运用。研讨人员希望能从MnO2及NiO等金属氧化物中找到电化学功能优越的电极资料以替代RuO2。
用导电聚合物作为超级电容器的电极资料是近年来发展起来的。聚合物产品具有杰出的电子电导率，其典型的数值为1-100 S/cm。一般将共轭聚合物的电导性与掺杂半导体进行比较，选用术语“p掺杂”和“n掺杂”别离用于描绘电化学氧化和复原的成果。导电聚合物借助于电化学氧化和复原反响在电子共轭聚合物链上引进正电荷和负电荷中心，正、负电荷中心的充电程度取决于电极电势［9］。导电聚合物也是经过法拉第进程很多存储能量。现在仅有有限的导电聚合物能够在较高的复原电位下安稳地进行电化学n型掺杂，如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等。现阶段的研讨作业首要会集在寻觅具有优秀的掺杂功能的导电聚合物，进步聚合物电极的充放电功能、循环寿数和热安稳性等方面。
超级电容器的组成方法
常见的超级电容器有三种组成方法：串联方法、并联方法和串并混联方法。串联方法的超级电容器组件：因为超级电容器的单体作业电压不高，不能掩盖运用工况的电压需求规划，需求将多个单体串联来满意运用工况的电压要求，但因单体电容器之间的固有差异，效果在串联组件上的总电压并不能均衡地分配给不同的电容器，它会导致电压分配的不对称。
并联方法的超级电容：以并联方法建构的超级电容器组件能够输出或承受很大的电流。在充电进程中，由串联充电电阻确保单体之间的电压散布，但超级电容器自身固有的充电电阻是一个动态的量，具有必定的分散性，使得调整电阻改变的操控电路极端杂乱，难以完成逐点操控;在放电进程中，操控放电电阻，可获得很高的输出功率，但为了防止放电电流过大，确保答应的输出功率，要恰当操控组件的贮能量。
串并混联的超级电容器组件：结合串联和并联方法的长处，防止两种方法各自缺乏。每个电容器均指定一电阻操控其充电进程的电压。故在本文所述的起重机新
型混合动力体系中，所用超级电容的组合方法选用串联和并联混合的衔接组成方法。
超级电容器在微电网中的运用
微电网由微电源、负荷、储能以及能量管理器等组成。储能在微电网中发生效果的方法有：接在微电源的直流母线上、包括重要负荷的馈线上或许微电网的沟通母线上。其间，前两种可称为散布式储能，最终一种叫做中心储能。
当并网运转时，微电网内的功率动摇由大电网进行平衡，此刻储能处于充电备用状况。当微电网由并网运转切换到孤网运转时，中心储能当即发动，补偿功率缺额。微电网孤网运转时负荷的动摇或许微电源的动摇则能够由中心储能或许散布式储能平衡。其间，微电源的功率动摇有两种平衡方法，将散布式储能和需求储能的微电源并联接在某馈线上，或许将储能直接接入该微电源的直流母线上。
智能电网技能专题
1.供给短时供电
微电网存在两种典型的运转形式：正常状况下，微电网与惯例配电网并网运转，称为并网运转形式;当检测到电网毛病或电能质量不满意要求时，微电网将及时与电网断开然后独立运转，称为孤网运转形式。微电网往往需求从惯例配电网中吸收部分有功功率，因而微电网在从并网形式向孤网形式转化时，会有功率缺额，设备储能设备有助于两种形式的平稳过渡。
2.用作能量缓冲设备
因为微电网规划较小，体系惯性不大，网络及负荷常常发生动摇就显得十分严峻，对整个微电网的安稳运转形成影响。咱们总是希望微电网中高效发电机（如燃料电池）一直作业在它的额外容量下。可是微电网的负荷量并非整日坚持不变，相反，它会跟着气候改变等状况发生动摇。为了满意峰值负荷供电，有必要运用燃油、燃气的调峰电厂进行顶峰负荷调整，因为燃料价格很高，这种方法的运转费用太贵重。超级电容器储能体系能够有用地处理这个问题，它能够在负荷失落时贮存电源的剩余电能，而在负荷顶峰时回馈给微电网以调整功率需求。超级电容器功率密度大、能量密度高的特性使它成为处理尖峰负荷的最佳挑选，并且选用超级电容器只需存储与尖峰负荷适当的能量。
3.改进微电网的电能质量
储能体系对微电网电能质量的进步起到了十分重要的效果。经过逆变器操控单元，能够调理超级电容器储能体系向用户及网络供给的无功及有功，然后到达进步电能质量的意图。因为超级电容器可快速吸收、开释大功率电能，十分适合将其运用到微电网的电能质量调理设备中，用来处理体系中的一些暂态问题，如针对体系毛病引发的瞬时停电、电压骤升、电压骤降等问题，此刻运用超级%&&&&&%器供给快速功率缓冲，吸收或弥补电能，供给有功功率支撑进行有功或无功补偿，以安稳、滑润电网电压的动摇。
4.优化微电源的运转
绿色动力如太阳能、风能，往往具有不均匀性，电能输出简单发生改变。这就需求运用一种缓冲器来存储能量。因为这些动力发生的电能输出或许无法满意微电网峰值电能的需求，因而，能够选用储能设备在短时间内供给所需的峰值电能，直到发电量增大，需求量削减。适量的储能能够在DG单元不能正常运转的状况下起过渡效果。如运用太阳能发电的夜间，风力发电在无风的状况下，或许其他类型的DG单元正处修理期间，这时体系中的储能就能起过渡效果。
在动力发生的进程是安稳的而需求是不断改变的状况下，也需求运用储能设备。经过将过剩的能量存储在储能设备中，就能够在短时间内经过储能设备供给所需的峰值能量。
