伴随着全世界社会能源急缺及温室效应问题的日渐突显。其中光伏发电、风力发电、潮汐发电等新能源项目受到愈来愈多投资者的青睐。随着与日俱增的新型第一代再生能源风力发电重点工程并入到我国区域性电网,随之而来的一些重要问题也逐渐暴露了出来,如我国风力发电的平均输出风力功率存在波动性、随机性和非持续性正在给区域电网安全、稳定运行带来了严重威胁,甚至部分地区出现了风电无法消纳的情况。在此背景下储能系统应运而生,储能系统可以在风能盈余时储存能量,匮乏时释放能量,可作为区域电网清洁能源的有力补充,基于超级电容器与蓄电池组成的混合储能系统,不仅可平衡抑制风能随机性、波动性,还可克服超级电容器能量存储能力弱、蓄电池寿命短及充放电效率低的劣势。因此混合储能系统对于平抑风电场功率异常波动维护接入电网的安全稳定运行具有重要意义。为了解基于蓄电池和超级电容器的混合储能系统特性,首先分别对蓄电池和超级电容器开展了实验及仿真研究。结果表明蓄电池存在极化效应而超级电容器不存在极化效应。然后分析蓄电池、超级电容器单一储能系统与混合储能系统的优缺点,最终得出混合储能系统较单一储能系统在平抑风电功率不稳定性及投资经济性上具有明显优势的结论。因此鉴于蓄电池、超级电容器的储能特性,建立混合储能系统对于风电场及接入系统是十分必要的。根据已投运豫北某风电场相关统计数据,提出超级电容器与蓄电池容量的优化配置方法,并以此来确定实验验证平台储能系统容量的配置方案。建立基于混合储能的风储联合发电系统,基于低通滤波原理,提出的蓄电池平衡抑制风电场输出低频功率不稳定性,超级电容器平衡抑制风电场输出高频功率不稳定性的控制策略。考虑蓄电池的极化效应对其荷电状态和充放电特点的影响,提出了蓄电池荷电状态的反馈来调节蓄电池荷电状态和滤波时间常数的控制算法,使得蓄电池根据荷电状态进行相应地调节自身的输入功率,从而有效保证蓄电池能够工作在最优状态,减少蓄电池充放电次数,延长运行寿命。搭建小型风力发电和蓄电池-超级电容器混合储能的风储联合发电控制系统平台,并对其中提出的控制策略进行了实验验证。实验研究结果显示,风电场输出的功率发生变化时,蓄电池和超级电容器可分别以不同的控制周期来进行平滑风电功率输出,当蓄电池荷电状态即将到达极限时,根据蓄电池荷电状态反馈调节蓄电池滤波频率时间常数,进而通过调节蓄电池的混合储能控制周期,可有效地调整蓄电池的输出出力,防止蓄电池过充、过放;若风电功率急速变化时,混合储能对平抑风电功率输出的不稳定性有明显效果。