邹 亮 ，黄金鑫 ，刘梦琦 ，赵 彤 ，张 黎

（1.山东大学 电气工程学院，山东 济南 250061；2.国网技术学院，山东 济南 250002）

0 引言

智能电网是未来电力工业的发展方向［1］，其对传感和测量技术提出了更高要求，这也导致无线传感器在智能电网中占据了重要地位。但是无线传感器能量的供给问题却未得到有效解决［2-3］，为此尝试采用的增加电池能量密度、新的能量传输方法［4］等，因安全性及能耗大等缺点而搁置。而收集周围环境中的能量［5-9］（太阳能、振动能、热能、电磁能等）并转换为电能的自供能技术可以有效解决无线传感器网络的能量供给问题。

由于变电站特殊的空间布局及环境要求，基于太阳能的自供能技术受到限制；出于绝缘和安全考虑，振动能量收集装置也不可直接外挂于电气设备上；而众多新型自供能技术（如热能自供能和声能自供能）因其能量源太微弱无法达到要求。因此，针对变电站的特殊电磁环境，科研人员开始研究基于空间电磁能的无线传感器自供能技术［10］。

现代化高压变电站或输电线路周围蕴含丰富的电磁能量。实测数据表明，500 kV高压变电站内的工频电场强度可达18 kV/m，变电站内的电场能量非常丰富［10］。因此，为将高压变电站中的电场能转换为可以为无线传感器网络供能的电能，本文采用电容式集能转换器来实现该功能。电容式集能转换器主要包括2个部分：集能拓扑和调理电路。集能拓扑的作用是实现能量由空间强电场能到可供无线传感器网络供能电能之间的转换。……