风电出力具有随机性和波动性,其规模化并网会危及电网的安全稳定运行。储能系统具有双向功率吞吐能力,能够实现电能的时空平移,可有效抑制风电的波动性,大幅提高电网接纳风电的能力。但通过对风电出力特性的量化分析可知,平抑风电出力波动对储能既有快速功率跟踪和频繁充放电下循环寿命长的要求,又有较大功率等级和较大储能容量的要求。单一储能无法同时满足,需要将多种储能配合使用,以便充分利用各类型储能的优势。本文在风电功率波动特性分析的基础上,研究不同功率分配方法对储能容量配置的影响,提出了一种利用滑动平均法和经验模态分解(the empirical mode decomposition,EMD)获得储能参考功率的混合储能(hybrid energy storage system,HESS)功率和容量配置方法,并对应用于“平抑波动”场景的混合储能系统进行经济性评估。首先分析了风电波动产生的本质原因,建立了风电波动量化指标体系,阐述了风电输出功率波动的平抑要求;基于风电功率实测数据,分别从时域、频域的角度系统地研究了风电输出功率及其波动特性,指出风电出力具有随机性和波动性,随时间尺度增加,波动性增强,其中低频波动幅值较高,高频波动幅值较低,风电场的集群效应使风电输出更加平滑。然后,对各类型储能技术进行多角度的比较和分析,选择合适的储能类型构建了适用于“平抑波动”场景的混合储能系统;对基于EMD的HESS功率分配方法进行研究和改进,提出一种基于滑动平均法和经验模态分解的混合储能容量配置方法,同时对比分析了不同功率分配方法下的配置结果。仿真结果表明本文方法得到的并网功率与原始风电功率曲线最为契合,其lmin和l0min时间尺度最大波动量和波动率在满足并网标准的前提下弃风最少,所配置的功率和容量均明显低于余量并网和低频并网方法的配置结果。最后引入了电力技术经济评价方法,选取现值法、动态投资回收期和内部收益率进行混合储能方案的经济性评估。基于全寿命周期成本,考虑储能减少风电场旋转备用效益和缓建并网通道建设容量效益,构建了混合储能的经济模型,综合考虑各项经济指标进行配置方案的优选。仿真结果表明,混合方案可以显著增加锂离子电池的循环寿命,大大降低储能成本,锂离子和超级电容器组成的HESS系统经济性最好。