智能電網中超級電容器的定義及其技術分析

　　超級電容器（super capacitor），又叫雙電層電容器（Electrical Double—Layer Capacitor）、黃金電容、法拉電容。是介于傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能元件。其容量可達幾百至上萬法。功率是電池的l0倍以上，儲存能力比普通電容器高，具有工作溫度范圍廣、可快速充放電、循環壽命長、無污染、零排放等特點。

　　超級電容器儲能系統的基本結構如圖1所示。超級電容器多為雙電層結構，其活性炭電極和電解質之間是空間分布式結構，可用多個電容器的串并聯描述超級電容器的特性。

　　在超級電容器組充放電過程中，端電壓范圍變化大，通常必須采用DC／DC變換器作為接口電路來調節超級電容器的儲能和釋能。DC／AC變換器可采用雙向DC／AC逆變器，或者采用AC／DC整流器及DC／AC逆變器。超級電容器儲能系統并聯在微電網中母線或者饋線上。

　　超級電容器儲能系統利用多組超級電容器將能量以電場能的形式儲存起來，當能量緊急缺乏或需要時。再將存儲的能量通過控制單元釋放出來，準確快速補償系統所需的有功和無功，從而實現電能的平衡與穩定控制。超級電容器本身的優點使得它在應用于分布式發電時，在與其它儲能方式的互相競爭中勝出。

　超級電容器分類介紹

　　一般認為超級電容器包括雙電層電容器和電化學電容器兩大類。

　?。?）雙電層電容器

　　雙電層電容器是通過電極與電解質之間形成的界面雙層來存儲能量的新型元器件，當電極與電解液接觸時，由于庫侖力、分子間力、原子間力的作用，使固液界面出現穩定的、符號相反的雙層電荷，稱為界面雙層。

　　雙電層電容器使用的電極材料多為多孔碳材料，有活性炭（活性炭粉末、活性炭纖維）、碳氣凝膠、碳納米管。雙電層電容器的容量大小與電極材料的孔隙率有關。通常，孔隙率越高，電極材料的比表面積越大，雙電層電容也越大。但不是孔隙率越高，電容器的容量越大。保持電極材料孔徑大小在2-50 nm 之間提高孔隙率才能提高材料的有效比表面積，從而提高電容。