发布日期：2026-04-10 08:38    点击次数：177

电场能因具有供能踏实等脾气可四肢输变电树立在线监测传感器的可靠供电开首，但因其存在取能功率密度低等本征问题，使得在线监测传感器责任间歇时分长，本色应用场景受限。 南京师范大学南瑞电气与自动化学院和江苏省概括动力树立及集成国外衔尾子验室的王维、任翰林、许晨进和段名荣在2024年第20期《电工工夫学报》上撰文，提议一种基于多级电容电场感应取能周期性供电电源的优化诡计秩序，可有用裁减装配损耗与体积，进步能量滚动效用与取能功率密度

沟通配景

跟着智能化电网程度的不断推动，无边新式传感器已成为电网在线监测系统中的抨击一环，传感器关于电力树立景色监测、风险预警及故障会诊起着至关抨击的作用。传统传感器节点大多接受电板大要诱掖线的时势进行供能，存在寿命短或布线勤勉等问题，不利于大范围布设。哄骗电力树立空间电磁场能兑现传感器自供电已成为刻下的工夫发展趋势之一。

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常用开关类树立，如热备用景色的绝交开关、母排分段断路器等，经常存在“有电压无电流”的起初条款，磁场取能时势无法兑现。而电场取能因其功率密度低，使得在线监测装配责任间歇时分过长，无法满足树立景色监测需求。

论文秩序及翻新点

1、提议一种基于多级电容的电场感应取能电源结构及铁心时势

图1 多级电容电场感应取能电源结构

图2 取能周期责任的铁心历程

在电源结构中，采样电阻R2-1与R2-2并联于取能电容Ch1与Ch2两头，用于对取能电容Ch1与Ch2的电压总值进行分压采样并将采样信号运送至电压比拟铁心电路中，采样电阻R2-3与R2-4并联于取能电容Ch2两头，用于对取能电容Ch2两头电压值进行分压采样并将采样信号运送至电压比拟铁心电路中。

通过设定取能电容Ch1与Ch2的放电电压阈值，邋遢比拟铁心电路和电压比拟铁心电路铁心开关管S1和S2的导通，使得取能电容Ch1与Ch2协同责任，达到同期充电，按序放电的效果，有用提高该取能电路每个责任周期下的取能功率。

2、基于多绕组变压器能量传输引子，提议取能电源要道参数优化配置秩序

图3 不同二次绕组匝数对各级取能电容放电能量滚动效用的影响

图4 不同二次绕组匝数以及不同取能电容级数对责任周期内取能能量的影响

沟通发现，当取能电容级数不同期，不同二次绕组匝数下的取能能量也不同。举例接受两级取能电容结构，当二次绕组为88匝时，第一级取能电容与第二级取能电容放电时的能量滚动效用达到最大，可达54.4%，每周期所能获取的能量达到最高。

论断

沟通东说念主员试制了如图5所示的电场自供电型低功耗无线电流传感器，并搭建了现实平台来考据表面和秩序的可行性。

图5 电场自供电型低功耗无线电流传感器

图6 现实考据平台

现实收尾标明，当接受两级取能电路进行取能的情况下，通过优化要道取能参数使得每周期取能能量达226mJ，责任时分进步至优化前的2.11倍，可满足无线电流传感器责任1.648s并发送至少3次监测数据，反应了本色场景的监测需求。

团队先容

沟通东说念主员附庸于南京师范大学南瑞电气与自动化学院和江苏省概括动力树立及集成国外衔尾子验室，厚爱东说念主为胡敏强栽培。现存固定沟通东说念主员34东说念主，高档职称东说念主员23东说念主，领有博士学位东说念主员29东说念主。多年来一直面向新式电力系统边界国度及行业要紧要道需乞降科技前沿，开展新式电力系统源荷互动、智能感知量测、光-储-充-测装配研发等标的的基础沟通与工程应用，现在已快速发展造成了一支以中后生东说念主才为主的翻新式沟通团队。

王维，副栽培，硕士生导师，江苏省第六期“333高线索东说念主才培养工程”培养对象、IEEE Senior Member。现为中国电工工夫学会无线电能传输工夫专委会委员、中国电源学会无线电能传输工夫及装配专委会委员，中国动力学会众人委员会电力、新动力与策略科学沟通众人组委员，IEEE PES（中国）电工装备与新材料分委会布告。发表SCI/EI检索论文三十余篇，其中中情所年度确认不俗论文2篇，F5000论文1篇，已授权国度发明专利二十余项。

本责任效用发表在2024年第20期《电工工夫学报》欧洲杯体育，论文标题为“基于多级电容电场感应取能周期性供电电源的优化诡计秩序“。本课题得到国度当然科学后生基金技俩、江苏省333高线索东说念主才培养工程专项和江苏省高等学校基础科学（当然科学）沟通技俩标辅助。

发布于：天津市