超级电容器储能在洋山深水港电网中应用

摘要

洋山深水港电网是一个单电源电网,靠临港220千伏变电站的二回110千伏电缆线路供电,二回电缆线路较长达30多Km,又施放在大桥同一桥洞中,安全供电可靠性差,达不到正常状态N-1可靠性,因为电源来自同一个电源点,又施放在同一桥洞中,更达不到检修状态下N-1安全供电可靠性,因此加装紧急备用电源非常必要,作为电源突发事故状态下特别重要装置应急供电,为此设置超级电容器储能装置十分必要.超级电容器的电介质具有极高的介电常数，因此以较小体积制成容量为法拉级的电容器，比一般电容器电容量大了几个数量级。电容器储能具有快速充放电能优点。采用电化学双电层原理的超级电容器具有高能量密度、高功率密度、长寿命、工作温度宽、可靠性高、可快速循环充放电和长时间放电优点。超级电容器有碳基超级电容器、金属氧化物超级电容器和聚合物超级电容器等。洋山深水港电网使用的超级电容器是碳基超级电容器，它的电极材料由碳材料构成，使用有机电解液作为介质，活性炭与电解液之间形成离子双电层，通过极化电解液来储能，能量储存于双电层和电极内部。超级电容反复充放电可以达到数十万次，且不会造成环境污染；超级电容器具有非常高的功率密度，适用于短时间高功率输出；超级电容器充电速度快且模式简单，可以采用大电流充电，能在几十秒到数分钟内完成充电过程，因此超级电容器储能装置完全适用于供电可靠性低的辐射形详山深水港电网和采用多台大功率变频桥吊，会随机瞬时间向电网回馈或从电网吸收有功能量，对电网产生冲击的集装箱港区供电。