随着风力发电的广泛应用,风电功率波动性问题对用电质量的影响成为亟待解决的问题,增加储能元件是一种行之有效的解决办法。蓄电池技术日渐成熟,成本有所下降,超级电容器成为新兴的大功率储能元件,为风力发电配置储能系统提供了新的解决思路。本文利用蓄电池和超级电容构成混合储能系统,旨在改善单一蓄电池储能在满足符合功率要求下的容量浪费,解决平抑风力发电机功率波动的问题。风力机特性分析与建模研究。在风力机原理基础上,分析了风力机的输出功率、输出转矩与风速的关系。建模研究中,将风速采用四分量法分解,模拟风速随机性,建立风速与风力仿真模型,得出了输出功率和转矩特性曲线,验证了模型的有效性。混合储能系统在风力发电中的应用仿真研究。在比较分析现有等效模型的基础上,确定蓄电池PNGV模型和超级电容器RC模型更适合模拟风电中的储能系统特性。基于上述风力机模型和现有永磁同步电机模型,在MATLAB/Simulink环境中建立了风储系统模型,分析混合储能系统解决风力发电功率波动问题的能力。同时,对比单一蓄电池储能与混合储能应用于同一系统时的蓄电池输出功率与SOC特性,仿真结果表明:混合储能系统能够减少蓄电池功率负担,延长蓄电池寿命。混合储能系统容量优化配置方法研究。本文提出了一种基于博弈论和粒子群算法结合的混合储能系统容量配置方法,将蓄电池和超级电容器作为以各自容量为策略集的博弈参与者,收益函数考虑各自年均综合成本,以各自容量与功率为约束条件采用粒子群算法单独优化,然后在满足系统总体容量、功率和LPSP约束的情况下,求取博弈模型的Nash均衡。对算例进行求解分析,验证了此容量优化配置方法的有效性,且得出的混合储能配置方案对比单一蓄电池储能方案在经济性上有明显优势。