姚钪 彭毅 陈子涵 杨舒晴 叶枫舒 邱文要
深圳供电局有限公司 深圳 518000
摘要：本文提出了一种集中式超级电容备用供电系统其大容量超级电容器组为配网自动化终端的备用电源，大容量超级电容器组为光纤通讯终端的备用电源，大容量超级电容器组为智能低压台区数据集中器的备用电源，没有过放电的限制、具有-25℃～+55℃工作温度范围、长达10年的使用寿命，大大降低了配电成本，并且在超级电容寿命到期后，电极附着材料-炭粉绿色环保，对环境没有影响，使得整个集中式超级电容备用供电系统的成本低并且更加的绿色环保。
关键词：集中式；超级电容；备用；供电系统
1 一种集中式超级电容备用供电系统的提出
随着智能电网的不断发展和长期运行实践的积累，配电房中的自动化设备数量逐渐增多，如福田配电房中的自动化终端、智能配电房的监控终端、智能低压台区的数据集中器等。目前除极少数配电房安装了作为继电保护装置后备电源的直流屏柜外，大多数公用电房缺乏备用电源供电系统，自动化终端和智能装置各自配置备用电源，大大增加了维护成本、降低了维护效率。同时采用蓄电池组作为备用电源的供电方式逐渐暴露了其不足之处。蓄电池组作为备用电源的模式，存在单只蓄电池质量影响整组蓄电池工作性能，新旧蓄电池难以匹配，蓄电池的使用带来环境污染以及蓄电池组检修、维护及更换成本高等问题。另外，蓄电池组的使用寿命易受环境影响。目前配电房普遍未配置空调，阀控铅酸蓄电池在运行25℃情况下可以达到设计寿命，但深圳地区每年30℃及以上的高温天气占比大，加上春季时的“回南天”，阀控铅酸蓄电池寿命会大大减小，一般使用寿命为2-3年。同时需要定期对配电房里的电池进行检查及维护，以保证备用直流电源系统的安全可靠性，大大增加了维护成本。因此深圳供电局有限公司拟研发智能免维护超级电容的集中式直流备用电源供电系统。
2 一种集中式超级电容备用供电系统特点
一种集中式超级电容备用供电系统，其特征在于，包括超级电容直流电源，所述超级电容直流电源包括大容量超级电容器组，所述大容量超级电容器组电性连接有智能配电房监控终端，所述智能配电房监控终端包括电流检测模块，所述智能配电房监控终端还包括电压检测模块，所述智能配电房监控终端还包括温度检测模块，所述智能配电房监控终端电性连接有报警模块；所述大容量超级电容组还电性连接有配网自动化终端，所述大容量超级电容组还电性连接有光纤通讯终端，所述大容量超级电容组还电性连接有智能低压台区数据集中器。
3 技术方案
为实现上述能够及时发现、诊断和消除故障、延长配电资产使用寿命、成本低、绿色环保的目的，本发明提供如下技术方案：一种集中式超级电容备用供电系统，包括超级电容直流电源，所述超级电容直流电源包括大容量超级电容器组，所述大容量超级电容器组电性连接有智能配电房监控终端，所述智能配电房监控终端包括电流检测模块，所述智能配电房监控终端还包括电压检测模块，所述智能配电房监控终端还包括温度检测模块，所述智能配电房监控终端电性连接有报警模块；所述大容量超级电容组还电性连接有配网自动化终端，所述大容量超级电容组还电性连接有光纤通讯终端，所述大容量超级电容组还电性连接有智能低压台区数据集中器。
超级电容直流电源、智能配电房监控终端、配网自动化终端、光纤通讯终端和智能低压台区数据集中器均设置在配电房中，大容量超级电容器组的工作温度范围为-25-+55摄氏度，大容量超级电容器组为智能配电房监控终端的备用电源，大容量超级电容器组为配网自动化终端的备用电源，大容量超级电容器组为光纤通讯终端的备用电源，大容量超级电容器组为智能低压台区数据集中器的备用电源，确保配电房内的智能监控、在线检测设备不因失去市电、蓄电池组损坏导致监测、自动控制等功能失效，有利于自动化终端、智能设备的安全稳定运行。
电流检测模块与大容量超级电容器组电性连接，电压检测模块与大容量超级电容器组电性连接，报警模块包括声光报警器和通讯报警器，报警模块的通讯报警器与光纤通讯终端信号连接，大容量超级电容器的电极附着材料为炭粉，对环境没有影响，光纤通讯终端与报警模块中的通讯报警器通讯连接，智能配电房监控终端的电流检测模块能够通过电流检测模块、电压检测模块和温度检测模块来实时的监控直流电源内部的电流、电压、温度，并做记录，也可以对直流电源的充电、放电电流进行监测、记录，遇到异常即发出报警信号，通过声光报警器和通讯报警器再通过光纤通讯终端及时的提醒运维人员进行测试和更换。
在使用时，大容量超级电容器组为智能配电房监控终端的备用电源，大容量超级电容器组为配网自动化终端的备用电源，大容量超级电容器组为光纤通讯终端的备用电源，大容量超级电容器组为智能低压台区数据集中器的备用电源，确保配电房内的智能监控、在线检测设备不因失去市电、蓄电池组损坏导致监测、自动控制等功能失效，智能配电房监控终端的电流检测模块能够通过电流检测模块、电压检测模块和温度检测模块来实时的监控直流电源内部的电流、电压、温度，并做记录，也可以对直流电源的充电、放电电流进行监测、记录，遇到异常即发出报警信号，通过声光报警器和通讯报警器再通过光纤通讯终端及时的提醒运维人员进行测试和更换。
4 有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种集中式超级电容备用供电系统，具备以下有益效果：
4.1该集中式超级电容备用供电系统，大容量超级电容器组电性连接有智能配电房监控终端，大容量超级电容组还电性连接有配网自动化终端，大容量超级电容组还电性连接有光纤通讯终端，大容量超级电容组还电性连接有智能低压台区数据集中器，大容量超级电容器组为智能配电房监控终端的备用电源，大容量超级电容器组为配网自动化终端的备用电源，大容量超级电容器组为光纤通讯终端的备用电源，大容量超级电容器组为智能低压台区数据集中器的备用电源，确保配电房内的智能监控、在线检测设备不因失去市电、蓄电池组损坏导致监测、自动控制等功能失效，有利于自动化终端、智能设备的安全稳定运行，智能配电房监控终端的电流检测模块能够通过电流检测模块、电压检测模块和温度检测模块来实时的监控直流电源内部的电流、电压、温度，并做记录，也可以对直流电源的充电、放电电流进行监测、记录，遇到异常即发出报警信号，通过声光报警器和通讯报警器再通过光纤通讯终端及时的提醒运维人员进行测试和更换，这样的集中式备用电源供电系统设计，可集中管控、降低设备的安全运行风险，并且能够及时的发现诊断和消除故障、延长配电资产使用寿命。
4.2 该集中式超级电容备用供电系统，大容量超级电容器组为智能配电房监控终端的备用电源，大容量超级电容器组为配网自动化终端的备用电源，大容量超级电容器组为光纤通讯终端的备用电源，大容量超级电容器组为智能低压台区数据集中器的备用电源，没有过放电的限制、具有-25℃～+55℃工作温度范围、长达10年的使用寿命，大大降低了配电成本，并且在超级电容寿命到期后，电极附着材料-炭粉绿色环保，对环境没有影响，使得整个集中式超级电容备用供电系统的成本低并且更加的绿色环保。
5 总结
超级电容直流电集中式超级电容备用供电系统，是集中式备用电源供电系统设计，可集中管控、降低设备的安全运行风险，并且能够及时的发现诊断和消除故障、延长配电资产使用寿命，大大降低了配电成本，并且在超级电容寿命到期后，电极附着材料-炭粉绿色环保，对环境没有影响，使得整个集中式超级电容备用供电系统的成本低并且更加的绿色环保。