一种自适应阻抗匹配的输电线路微能量收集系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自适应阻抗匹配的输电线路微能量收集系统及方法，其系统包括电场能量收集模块，自适应振动能量收集模块，混合能量存储模块，能量补偿模块，开关一，开关二，负载模块和能量感知模块；其方法包括步骤：一、能量收集；二、能量存储；三、采用三种能量流控制模式提高能量利用率。本发明专利技术能够实现电线周围能量的收集和高效管理，且该能量可用于传感器单元和通信单元的正常工作；能通过自适应阻抗匹配技术采集变化的振动能量、稳定的电场能量来收集输电线在高空环境中的微弱能量为传感节点高效供电，实现了通过对电池的自动充电，节省了维护时间和人力成本，同时使用三种能量流控制模式使电路具有效率高、能量利用率高等优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应阻抗匹配的输电线路微能量收集系统及方法


[0001]本专利技术属于输电线周围微能量收集
，具体涉及一种自适应阻抗匹配的输电线路微能量收集系统及方法。

技术介绍

[0002]为了保证微传感器节点的供电问题，可通过收集环境中的能量为微传感节点持续供电，而不需要持续跟换电池。输电线周围存在很多微能量，也有很多微能量收集的方法，如：太阳能、风能、磁场能等。其中，电场能由于其稳定性也成了CT取能的替代方案之一，但是电场能量收集器具有阻抗高的特点，较难从电场能量中获取足够的能量为微传感节点供电。振动能量也是输电线能产生的主要微能量，但是由于振动能量在时间和空间上分布不均，导致电磁式、压电式的振动能量收集器阻抗不稳定，因此需要采用自适应阻抗匹配方法追踪能量收集器的阻抗实现能量的最大功率传输。
[0003]目前，阻抗匹配的方法主要有buck
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boost电路，通过占空比的改变控制开关的通断时间，从而实现阻抗的改变。该技术已经在很多文章中有报道，但是buck
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boost电路的电容、电感值较难确定，实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应阻抗匹配的输电线路微能量收集系统，其特征在于，包括：电场能量收集模块(10)，用于收集输电线稳定的电场能量；自适应振动能量收集模块(20)，用于通过自适应阻抗匹配功能收集随风速变化的振动能量；混合能量存储模块(30)，与电场能量收集模块(10)和自适应振动能量收集模块(20)均连接，用于存储电场能量和振动能量；能量补偿模块(40)，用于接收电场能量收集模块(10)和自适应振动能量收集模块(20)多余的能量，并为负载供电；开关一(70)，连接在电场能量收集模块(10)和自适应振动能量收集模块(20)的输出端与能量补偿模块(40)的输入端之间，用于接通或断开电场能量收集模块(10)和自适应振动能量收集模块(20)为能量补偿模块(40)充电；开关二(80)，连接在能量补偿模块(40)与负载之间，用于接通或断开能量补偿模块(40)为负载供电；负载模块(60)，包括微处理器模块(61)以及均与微处理器模块(61)相接的传感器单元(63)和通信单元(62)；微处理器模块(61)用于产生不同的电压来调节自适应阻抗匹配电路的输入阻抗以控制自适应振动能量收集模块(20)实现自适应阻抗匹配功能，并用于控制开关一(70)和开关二(80)来控制能量流动的路径；能量感知模块(50)，连接在混合能量存储模块(30)与微处理器模块(61)之间，用于实时检测混合能量存储模块(30)的电压并传输给微处理器模块(61)。2.按照权利要求1所述的自适应阻抗匹配的输电线路微能量收集系统，其特征在于：所述电场能量收集模块(10)包括电容式能量收集器(11)和与电容式能量收集器(11)连接的高输入阻抗电路(12)。3.按照权利要求1所述的自适应阻抗匹配的输电线路微能量收集系统，其特征在于：所述自适应振动能量收集模块(20)包括电磁式振动能量收集器(21)和与电磁式振动能量收集器(21)连接的自适应阻抗匹配电路(22)。4.按照权利要求1所述的自适应阻抗匹配的输电线路微能量收集系统，其特征在于：所述混合能量存储模块(30)包括电场能量存储模块(31)和振动能量存储模块(32)。5.按照权利要求1所述的自适应阻抗匹配的输电线路微能量收集系统，其特征在于：所述能量补偿模块(40)包括依次连接的升压充电单元(41)、可充电锂电池(42)和降压放电单元(43)。6.一种如权利要求1所述系统的自适应阻抗匹配的输电线路微能量收集方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、能量收集：电场能量收集模块(10)收集输电线稳定的电场能量，同时，自适应振动能量收集模块(20)通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨爱超，裴茂林，杨进，辛海松，范亚军，王毅，邓礼敏，
申请(专利权)人：国网瑞盈电力科技北京有限公司重庆大学，
类型：发明
国别省市：