基于空間電場能量的集能轉(zhuǎn)換技術(shù)研究.pdf

1、智能電網(wǎng)是未來電力工業(yè)的發(fā)展方向，它要求具有先進(jìn)的傳感測量和信息交互以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因先進(jìn)的傳感和測量特性在未來智能電網(wǎng)中具有廣闊的應(yīng)用前景，但是能量供給問題卻成為其進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。基于周圍環(huán)境能量的集能轉(zhuǎn)換技術(shù)提供了有效的解決途徑，特別是在高壓變電站中，基于空間電場能量的集能轉(zhuǎn)換技術(shù)比其他集能轉(zhuǎn)換技術(shù)更具優(yōu)勢而備受關(guān)注，成為業(yè)界研究的熱點(diǎn)。
　　平板型集能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，本文在推導(dǎo)得到的集能拓?fù)涞刃?/p>

2、模型的基礎(chǔ)上分析了其集能效果的影響因素，其中外電場方向?qū)ζ浼苄Ч绊懨黠@。為改善外電場方向?qū)苄Ч挠绊?，提出新型的半球型集能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過平行細(xì)圓環(huán)電容積分的方法建立半球型集能拓?fù)涞臄?shù)學(xué)解析模型，并以實(shí)驗(yàn)測量驗(yàn)證模型的有效性。以所占空間體積相同為限制條件，對比兩種集能拓?fù)涞募苄Ч?，并輔以不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和參數(shù)的輸出特性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證理論分析的可靠性。
　　對比不同的能量存儲方法，選擇合適的能量存儲單元。理論分析典型調(diào)理電路負(fù)載電流

3、的影響因素，提出集能拓?fù)浜驼{(diào)理電路的優(yōu)化措施。針對外電場及傳感器等效負(fù)載變化，提出輸出特性更優(yōu)的穩(wěn)壓調(diào)理單元。從非線性理論的角度分析外電場波動對調(diào)理主電路工作性能的影響，給出合適的輸入電壓波動范圍。建立穩(wěn)壓調(diào)理電路的大信號和動態(tài)擾動模型，在此基礎(chǔ)上給出調(diào)理電路的反饋網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則。最后，仿真驗(yàn)證了電路設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇的可行性。
　　搭建整個(gè)集能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺，以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證集能轉(zhuǎn)換裝置的整體工作性能。集能拓?fù)渑c典型調(diào)理電路結(jié)合，在不同