风力发电机输出的电压和功率不稳定,一般需加储能装置才能为负载提供稳定的电能,功率脉动性负载影响储能装置的使用寿命及风力发电系统稳定运行。为延长储能装置使用寿命和提高风电系统的输出功率,本文将蓄电池和超级电容器组成混合储能系统应用到小型风力发电系统中,对系统的能量管理控制策略和混合储能容量优化配置等问题进行了研究。1.设计了一种基于蓄电池和超级电容器混合储能的小型风力发电系统。在分析系统能量流动基础上研究了小型风电系统的能量管理控制,使风力发电机、蓄电池、超级电容器、卸荷负载、市电切换等单元工作在最优状态。2.为充分发挥蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、响应速度快、循环寿命长的互补优势,研究了混合储能系统的功率分配。首先利用低通滤波将混合储能系统功率分为低频部分和高频部分,分别由蓄电池和超级电容器承担,然后利用模糊控制器根据蓄电池和超级电容器的荷电状态对分配功率进行调节,最后对再分配功率进行限值管理,输出蓄电池和超级电容器的给定充放电功率参考值,实现混合储能系统的合理充放电。3.研究了混合储能系统的容量优化配置。对混合储能系统容量优化的必要性进行分析,建立了混合储能系统的容量优化模型,以混合储能系统投资成本最低为优化目标,以系统的容量需求和功率需求等技术指标作为约束条件,采用单纯形法实现储能系统的容量优化配置,并进行了编程实现和算例验证。4.在完成参数设计的基础上,建立小型风力发电系统仿真模型,进行了仿真实验。仿真结果表明,超级电容器响应突变功率和峰值功率,提高了系统的功率输出能力和能量利用效率,使蓄电池避免大电流充放电,有益于延长蓄电池的使用寿命；制定了能量管理控制策略,调节蓄电池和超级电容器的荷电状态,稳定直流母线电压,实现系统能量平衡,避免储能设备因荷电状态饱和或枯竭过早切除而影响储能系统的使用性能。