1.电容基础1——储能和滤波
电容基础1——储能和滤波电容,作为一个电子元件,其核心功能之一是以电场的方式储存能量,并在电路中起到储能和滤波的作用。
一、电容的储能作用电容的储能功能是通过其充放电过程实现的。在一个经典的电容充放电电路中(如图1-电容充放电电路所示),当充电开关闭合,放电开关闭断时,电源通过限流电阻对电容进行充电,此时电容上的电压逐渐上升,直至等于电源电压。充电完成后,电容储存了电能。当充电开关断开,放电开关闭合时,电容则通过负载进行放电,释放其储存的电能。电容的储能作用在多种场合下都有应用。例如,在电动助动车的电机上,通常会增加一个启动电容,这个电容能够提供比电池更大的输出电流,使车辆能够瞬间提速。这是因为电容在放电时能够迅速释放大量电能,从而提供强盛的电流驱动能力(如图2-电动助动车启动电容所示)。
二、电容的充放电过程(直流)电容充电过程在电容充电过程中,初始时电容上的电压为0V,回路电流非常大。随着充电的进行,电容上的电压逐渐上升,回路电流逐渐减小。当电容上的电压等于电源电压时,充电过程完成,此时回路电流为0。在充电过程中,电容的电压和电流变化可以通过电路仿真软件进行模拟和观察(如图3-电容充放电电路上增加了电压表、图4-电容充电过程动画所示)。需要注意的是,在充电开关闭合瞬间,由于电容相当于短路,因此回路电流会非常大。这要求在实际应用中需要选择合适的限流电阻来限制充电电流,以防止电路损坏。电容放电过程在电容放电过程中,初始时电容上的电压等于电源电压,放电电流最大。随着放电的进行,电容上的电压逐渐下降,放电电流逐渐减小。当电容上的电压降为0V时,放电过程完成。在放电过程中,电容和负载上的电压和电流变化同样可以通过电路仿真软件进行模拟和观察(如图5-电容放电过程动画所示)。
三、电容的滤波作用电容的滤波作用主要体现在非直流电源情况下。当交流电经过二极管半波整流后得到一个非直流波形(如上半部的正弦波)加载在电容上时,电容会周期性地进行充放电。此时,电容和负载上的电压变化会呈现锯齿状波形(如图6-非直流情况下电容充电过程动画所示)。如果增大电容的容量,锯齿状波形的波动幅度会明显变小。这是因为电容通过储存能量,起到了平滑电源输出的作用,这称为“滤波”。电容越大,储存能量的能力越强,滤波效果越好(如图7-非直流情况下电容充电过程动画(电容更大)所示)。为了更直观地理解电容的滤波作用,可以将其类比为气泵中的气罐子。压缩机(泵)相当于电源,气罐子相当于电容,气钉枪相当于负载。当压缩机压缩空气并将经过压缩的空气储存进罐子里时,罐子里的压力很高。每次使用气钉枪时,会释放掉罐子的一些压力。如果每打一轮枪就开动压缩机补充空气的话,罐子的压力波动就是锯齿状的。罐子越大,其波动幅度就越小。同样地,电容在电路中也能起到类似的作用,通过储存和释放电能来平滑电源的输出波动。综上所述,电容在电路中起到了储能和滤波的重要作用。通过其充放电过程,电容能够储存和释放电能;而在非直流电源情况下,电容则通过滤波作用来平滑电源的输出波动。这些功能使得电容在电子电路中得到了广泛的应用。
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中关村储能技术的数据显示,2018年,电化学储能以175.2%的增幅实现爆发式增长,2019年,电化学储能项目装机量为1709.6MW,同比增长59.4%,增幅开始回落。针对市场增幅下降,国家发改委能源研究所副研究员刘坚认为,电网企业投资是2018年储能市场的重要驱动因素,但2019年国家发改委输配电价监审办法中明确储能投资不得纳入输配电价定价成本,深圳天磁科技有限公司储能销售厂家,这直接影响了电网企业储能投资积极性,也导致全年储能装机量增速放缓。梧桐树资本新能源新材料产业投资基金投资总监张大鹏表示,现阶段制约行业发展的制约因素有两个:一方面,各应用场景发展不及预期;另一方面,储能计入输配电价预计落空,国网暂停电化学储能项目建设。“总体而言,还是储能资产的商业价值有待进一步深挖的问题。目前主要的商业模式有合同能源管理,深圳天磁科技有限公司储能销售厂家,且各地电力辅助服务市场还在发展初期,深圳天磁科技有限公司储能销售厂家,服务价格机制存在一定波动,导致电化学储能项目回报周期存在一定不确定性,这些因素都会增加投资人对储能资产能否达到预期回报的担忧,终影响投资积极性。”张大鹏说。储能系统价格_储能系统批发_储能系统供应商。深圳天磁科技有限公司储能销售厂家储能主要是指电能的储存。储能又是石油油藏中的一个名词,储层储存油气的能力。储能本身不是新兴的技术,但从产业角度来说却是刚刚出现,正处在起步阶段。到目前为止,中国没有达到类似美国、日本将储能当作一个产业加以看待并出台专门扶持政策的程度,尤其在缺乏为储能付费机制的前提下,储能产业的商业化模式尚未成形。储能主要是指电能的储存。储能又是石油油藏中的一个名词,储层储存油气的能力。对新能源和可再生能源的研究和开发,寻求提高能源利用率的先进方法,已成为全球共同关注的首要问题。对中国这样一个能源生产和消费大国来说,既有节能减排的需求,也有能源增长以支撑经济发展的需要,这就需要大力发展储能产业。深圳天磁科技有限公司储能销售厂家储能系统往往涉及多种能量、多种设备、多种物质、多个过程。日前,从广州传来消息,上海电气输配电集团成功中标广东粤电大埔电厂储能调频项目,标志着上海电气实现了储能调频项目商业运行的首台套突破。模式创新,打造战略转型“新引擎”。广东粤电大埔电厂储能调频项目是近年来呈现的一种为提高电网稳固水平,利用储能电池快速释放和吸收有功功率的优异性能,从而参与国内电力辅助服务市场的新兴商业模式。近年,由于电网规模扩大,新能源发电占比上升导致电网稳固风险增加,国内储能调频需求上升,随着交易规则的逐步制定,将释放出巨大的市场空间。广东省作为中国经济的大省,处于新能源蓬勃发展期、窗口期,电力辅助服务政策法规的制定也处于全国的前列。2019年,广东省调频市场收益为10亿元人民币,国内多个省市也在逐步推进,预期后续国内同类型项目将出现雨后春笋式的发展局面,调频辅助服务和其他配套设备投资约万亿元级别市场。硬核技术,占据行业制高点。上海电气在储能领域耕耘多年且有所建树,已经在电网侧、新能源侧、用户侧领域参与多个项目,但唯独调频储能领域没有涉足,而此次中标项目,完美地填补了上海电气参与全场景储能应用的一处空白。2019年2月,国家电网公司办公厅印发《关于促进电化学储能健康有序发展的指导意见》,指出国网将积极支持服务储能发展,有序开展储能投资建设业务,加强储能和电网统筹规划,推动完善储能政策机制等方针。分布式储能作为一种延缓高昂的基础设施投资的非电网方案,是未来能源发展的必要选择。储能是未来发展的必然趋势,由于新能源规模化的接入电网、电力削峰填谷、参与调压调频、发展微电网等方面的需要,储能在未来电力系统中将是不可或缺的角色。储能是理解未来能源结构的关键,作为推动未来能源发展的前瞻性技术,储能产业在新能源并网、电动汽车、微电网、家庭储能系统、电网支撑服务等方面都将发挥巨大作用。电能存储技术分别为水力储能技术、压缩空气储能技术、飞轮储能技术。PCS在发电侧应用场景里面还有哪一些应该具备的关键技术呢?首先是效率设计,多数的逆变器都是单向的,但是PCS双向工作。第二个储能本身是一种调味品,是解决优化的问题。一般在现阶段储能成本比较高的时候,我们会让储能工作于大功率的工作点上,这个时候对于PCS来讲,希望其大功率甚至满载工作时效率要高,这跟光伏逆变器的要求是不一样的,光伏追求的是全功率段的平均效率,尤其半载时的效率。PCS它要像电池充电机一样,必须在半载以上把效率做好。甚至追求满载效率,这是储能PCS与光伏逆变器工作点的差异。然后是过载能力,储能PCS要向习惯发电机的不错的特点靠拢,我们发电机多数有一定的过载能力,PCS在发电侧做电网支撑的主要设备,对于它的要求相比光伏逆变器要提高。PCS要提供的短路电流高于普通的光伏逆变器,大功率的PCS要有较高的过载能力。再者是SVG技术,国内没有相关的政策、法规去固化下来。尤其在印度很多光伏电站是不配SVG,就是靠逆变器做SVG,我们发电侧的PCS也必须具备SVG的功能,主动稳固电压,主动调输出能力。不论在充电还是放电都具备四象限调节能力,这也是必