李志坚 邢继文 杜伯学 肖 萌 孔晓晓 李 进

(1.国网天津市电力公司电力科学研究院 天津 300384；2.天津大学电气自动化与信息工程学院 天津 300072)

1 引言

我国能源分布与需求呈逆向分布，如何将各类能源有效存储并高效传输与高效利用成为一个热门研究方向。储能技术按照原理可大致分为物理储能、电磁储能和电化学储能。飞轮储能、抽水蓄电储能、压缩空气储能是常见的几种物理储能；电磁储能主要包括超导储能；电化学储能装置包括蓄电池、超级电容器、燃料电池等。化学电池由于功率密度低，应用范围受到限制。超级电容器虽然具有较高的功率密度，但难以适用于高压高温的工作环境。而常见的物理储能装置由于受到特定工作场合限制，其应用范围也被大大缩小[1-5]。

介质电容器由于具有较高的介电常数、低的介电损耗以及良好的工艺性能而受到广泛关注。发展高效率介质电容器是许多现代电子设备、系统的发展目标之一，如电力系统、高频逆变器、医疗设备，脉冲发电、功率因数校正表和混合电力车辆[6-8]。此外，高效储能介质电容器在航天、军工、医学等领域应用及其广泛。但是相比于其他储能装置(例如电池或超级电容器)，介质电容器的应用受到其平均低能量密度的严重限制。例如，商用双向拉伸聚丙烯(BOPP)介质电容器即使在约640 MV/m 的高电场中的放电能量密度仅为1.2 J/cm3。为了实现更高的储能，在脉冲电力设备中应用的介质电容器往往由于需要大体积和重量而导致成本很高[9-11]。……