[实用新型]超级电容储能系统及基于超级电容储能系统电源管理系统

说明书

本实用新型涉及电源领域，尤其涉及超级电容储能系统及基于超级电容储能系统电源管理系统，包括若干个串联连接的超级电容器单元，该系统还包括：连接在电源输出端的恒流限压充电电路；若干个分别与各超级电容器单元连接的输入电压均衡电路，所述输入电压均衡电路的输入端连接恒流限压充电电路的输出端；以及一端与各超级电容器单元输出端连接，另一端与负载连接的的动态柔性输出电路。本实用新型在原有串联超级电容器单元的基础增加恒流限压充电电路、输入电压均衡电路、动态柔性输出电路以及过压保护电路，以实现对各超级电容器单元进行恒流恒压充电、各超级电容器单元两端的电压达到均衡、动态柔性均压输出以及过压保护。

技术领域

本实用新型涉及电源领域，尤其涉及超级电容储能系统及基于超级电容储能系统电源管理系统。

背景技术

超级电容器(Supercapacitors，ultracapacitor)，又名电化学电容器(Electrochemical Capacitors)，双电层电容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黄金电容、法拉电容，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。超级电容在使用时，通常采用多个超级电容单体串联使用，但是在多个超级电容单体充电的过程中，其两端的电压不能达到均衡。此外，超级电容的输出也不够稳定。

开闭所，是将高压电力分别向周围的几个用电单位供电的电力设施，位于电力系统中变电站的下一级。开闭所的直流操作电源通常是蓄电池，由于它自身的特性，所以在日常的运维工作中，工程师需要定期进行活性检测和均衡充放电，维护更换不合格的蓄电池。这些运维工作大大占用了人力、物力，而且蓄电池工作状况易受环境温度影响，可靠性不足。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出超级电容储能系统及基于超级电容储能系统电源管理系统。

超级电容储能系统，包括若干个串联连接的超级电容器单元，该系统还包括：

连接在电源输出端的恒流限压充电电路；

若干个分别与各超级电容器单元连接的输入电压均衡电路，所述输入电压均衡电路的输入端连接恒流限压充电电路的输出端；

以及一端与各超级电容器单元输出端连接，另一端与负载连接的动态柔性输出电路。

优选的，所述恒流限压充电电路包括：双管正激变换器、驱动电路、电流检测电路、电压检测电路以及控制电路，

所述双管正激变换器输入端连接电源输出端，输出端连接各超级电容器单元；

所述驱动电路与双管正激变换器连接，用于驱动双管正激变换器；

所述电流检测电路与双管正激变换器连接，用于双管正激变换器输出电流检测；

所述电压检测电路与双管正激变换器连接，用于双管正激变换器输出电压检测；

所述控制电路与电流检测电路、电压检测电路以及驱动电路连接，用于根据检测电流和检测电压并通过驱动电路对双管正激变换器的输出电流和输出电压进行控制。

优选的，所述恒流限压充电电路还包括：输入端连接电源输出端，输出端连接双管正激变换器的整流电路。

优选的，所述输入电压均衡电路包括：电压传感器L1、比较器A1、开关管Q1、放电电阻R1以及基准电压源S，

所述电压传感器L1连接在超级电容器单元两端，用于超级电容器单元两端的电压检测；