随着化石能源的日益短缺，提高清洁能源的利用率和可应用性，成为当前紧迫的任务；风能作为最理想和最有潜力的清洁能源之一，提高风能利用率受到很多国家的关注。为提高风能利用率，扩大风力发电系统的风速利用范围，提出一种可以沿轨道移动的集风装置，重点对其集风性能进行研究。基于连续性方程和伯努利能量方程，考虑收缩管移动时开槽缝隙的影响，对连续性方程进行修改，建立集风装置收缩管内截面速度模型，来描述风速变化在装置内部的动态特性。以NE-200风力机叶片和塔筒直径等数据为参考进行数值计算，结果表明正向风情况下移动式集风装置可以减小其内部的风速波动，增加风能利用率和扩大发电系统的风速利用范围。基于桨叶坐标系和叶素坐标系对侧向风进行速度分解，分析速度分量的时空变化规律。分析集风装置收缩管对轴向风速的影响，建立侧向风情况下集风装置内的风速模型，来研究侧向风情况下集风装置的性能表现；数值计算结果显示风向偏角小于收缩管倾角时，移动式集风装置能使风力机处风速变化的平滑性得到改善，装置内的风速波动减小。根据经典的叶素-动量理论，研究侧向风对集风装置内风力机的气动影响。分别分析正向风和侧向风情况下装置内风力机的气动模型，分离出对风力机叶片气动影响的附加项，数值计算说明侧向风引起的轴向推力对叶片有局部性冲击。基于上述理论研究，进行气动特性实验和风力机输出功率实验，结果验证了移动式集风装置中风力机截面风速模型的正确性，同时证明移动式集风装置优良的集风性能。