风能利用的普遍形式是将其转换为电能,风电虽然具有可再生性和绿色环保的属性,但从利用上看属于劣质能源,风电的瓶颈问题是以能量压缩为目的的聚能和解决其利用过程中的随机控制问题,而这两个问题实质上可归类为同一个问题———储能,目前风电储能方法较多,但从环境、技术和成本等方面综合考虑,风电压缩空气储能具有相当大的优势。本文主要研究工作如下:　　 (1)分析风电系统储能和目前主流的几种储能方式,特别是压缩空气储能,对压缩空气能量密度进行分析以及能量存储与释放过程进行理论推导,并通过实验研究存储和释放的速度与定容的蓄能器内能量之间的关系。　　 (2)以气体储能原理为基础,借鉴蓄水储能思路,根据风能特性提出”风库”概念,实现”风库”概念与风力发电系统结合,研究从风能到终端电能输出过程中风能、旋转机械能、压缩能、电能这四个阶段之间能量的传递形式以及其中压力、转速、扭矩、电压等相关量转换关系,进行理论推导。　　 (3)将理论研究与工程实际结合,提出新型压缩空气储能发电系统,设计原理图和结构模型图,对系统的储能、发电以及控制这三个子模块进行分析。　　 (4)分析传统风力发电系统发电实验输出的电压波形,研究电压稳定性;对提出的压缩空气储能发电系统进行发电电压稳定性验证,研究该系统分别在带负载时和不带负载时候,蓄能器压力在1Mpa到0.8MPa,和0.8Mpa到0.6MPa两个阶段中发电电压稳定性,并与传统风电系统进行对比分析;依据实验数据,分别对带负载和不带负载发电实验的电压偏差进行分析,判断其最大偏差是否在规定公共电网电压正常允许范围内。　　 (5)对设计的六组削峰填谷实验进行研究,分析该压缩空气储能发电系统理想适用风况;测试储气罐初始值分别为0.55/0.6MPa时,系统压力下降至0.4MPa这段有效发电时间范围内的电压波动大小,通过研究输出电压变化情况来验证该系统的滤波效果和削峰填谷能力。同时,对所设计风况下两组实验的数据分别进行最大电压偏差计算,将最大电压偏差与规定的公共电网电压正常允许范围标准进行对比分析。