基于空間電場能量的集能轉換技術研究.pdf

1、智能電網(wǎng)是未來電力工業(yè)的發(fā)展方向，它要求具有先進的傳感測量和信息交互以實現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)的實時監(jiān)測和控制。無線傳感器網(wǎng)絡因先進的傳感和測量特性在未來智能電網(wǎng)中具有廣闊的應用前景，但是能量供給問題卻成為其進一步發(fā)展的瓶頸?；谥車h(huán)境能量的集能轉換技術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換技術比其他集能轉換技術更具優(yōu)勢而備受關注，成為業(yè)界研究的熱點。
　　平板型集能拓撲結構簡單，本文在推導得到的集能拓撲等效

2、模型的基礎上分析了其集能效果的影響因素，其中外電場方向對其集能效果影響明顯。為改善外電場方向對集能效果的影響，提出新型的半球型集能拓撲結構。通過平行細圓環(huán)電容積分的方法建立半球型集能拓撲的數(shù)學解析模型，并以實驗測量驗證模型的有效性。以所占空間體積相同為限制條件，對比兩種集能拓撲的集能效果，并輔以不同拓撲結構和參數(shù)的輸出特性實驗，驗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。理論分析典型調理電路負載電流

3、的影響因素，提出集能拓撲和調理電路的優(yōu)化措施。針對外電場及傳感器等效負載變化，提出輸出特性更優(yōu)的穩(wěn)壓調理單元。從非線性理論的角度分析外電場波動對調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)壓調理電路的大信號和動態(tài)擾動模型，在此基礎上給出調理電路的反饋網(wǎng)絡設計原則。最后，仿真驗證了電路設計和參數(shù)選擇的可行性。
　　搭建整個集能轉換系統(tǒng)的實驗平臺，以實驗驗證集能轉換裝置的整體工作性能。集能拓撲與典型調理電路結合，在不同