理论年可用风能的单位是。有效可用风能在实际应用中，由于风电设备在风力过大或过小时无法运转，而且其转换率效率都有η，因此风电设备并不可以全部得到流动空气中的理论上能够利用的能量。起初，当且仅当空气流动速度达到设备运行速度时，风电设备才足以运行。这时，风电设备产生的功率全部被设备自身所使用，不能对外输出。当风速继续增大，风电设备才能够向外输送电功率，当风速增大到设备的额定风速时，向外输送额定电功率。当风力大小超过额定大小时，因为调节控制系统的存在，风电设备输出的仍为额定值。若风速持续增大，为了满足对整个风力发电设备安全方面的要求，当增大到停机风速时，必须停止风电设备的运转，此时，风力机不向外输送电功率。平均有效风能年内的平均有效风能表达式是在中，表示为风速在的超级电容器组将提升其存储能量方面的能力，但是会增加生产成本。漏电流在均压问题方面上的影响高性能电容器在现代工程实际应用时般当作储能元件进行应用。处于放置在稳定环境中充满电能的高性能电容器对电能的存储能力由漏电流值所决定，将上述高性能电容器放置很长段时域以后，漏电流值大小较小的对电能的存储能力将强于漏电流值大的。所以处于放电状态中的高性能电容器，漏电流值最大的个将最先完成放电状态对于处于充电状态中的高性能电容器，漏电流越小，将越早完成该状态。如果设是充放电前高性能电容器两端漏电流最大和最小的差值，则每个电容器充放电过程中的能量是。等效电阻大小对于均压方面问题的影响超级电容器的等效串联电阻很大，并且随着充放电次数增多而增大，在充放电过程中，等效串联电阻值高的会比低的首先完成充放电过程，但是，等效电阻阻值较低的在处于充放电状态时进行的不够充分。解决方案采用无源元件的解决方案在高水平电压整流滤波中，超级电容器组可选择并联电阻的方法实现均压，如所示，其中。当然，该方法也存在局限性，不适于在许多该元件串联的电路中使用。图阻容均压方式除上述方式以外，我们也可以采用稳压型二极管进行电压均分或者采用定数目普通型二极管先串联然后并联在高性能电容器组两端进行电压均分，但是应用过程中，以上两种方法所涉及到稳压二极管稳压电压和普通二极管的导通电压将因温度不断改变而产生变动，因此不符合均压要求。图稳压型二极均压图普通型二极管均压实用均压电路图实用均压电路所有电压水平中实现电压均分的思路动态均压方案指使高性能电容器组在充放电状态中使每个元件上电压实现均衡地种方案。该方案利用先进地高效率双向转换技术，补偿每个高性能电容器的电流，进而能够达到使每个高性能电容器电压都均衡的要求。风能和超级电容器的混合储能系统近代以来，在传统能源逐渐枯竭大力发展新能源的背景下，风能作为种简单的新能源越来越受到世界上各个国家的关注和广泛应用。然而风能不同于传统能源，其中，间歇性和不稳定性是最为显著地区别。这同时就使得利用风能进行发电的设备输出端口功率极其不稳定，跟随风向的变动而变动。所以，为了解决风力发电的间歇性以及不稳定性等方面不足，可以在风力发电系统中采用超级电容器等储能技术，构建混合储能系统。储能系统的作用在风力发电系统中，为了保证电能供应的稳定性，必须要采用储能系统，他有如下的作用负荷调节。储能系统在用电高峰期时将储存的电能释放到电力系统中去，而在风能发电高峰期时，可以将剩余的电能储存储能系统中。负荷跟踪。系统稳定。储能系统可以释放处于快速变动过程中的的有功以及无功功率，这样能够明显地削弱风电系统中的频率以及功率振荡。功率因数的校正。黑启动功能。储能设备储存能量，可以提供处于孤岛运行状态的风电设备启动时所需能量。可以降低发电设备对发电和输电总容量的调节。储能设备可以降低负荷的波峰和波谷，也就是降低了系统对调峰容量大小的要求。其次，在风力发电网络中装设储能设备，在发电高峰期时给储能设备进行充电，可以降低电力网络上负荷的最大容量，也就是升高电力网络的总容量。可以提升电网对电能的使用。储能设备在用电高峰期时将储存的电能释放到电力网络中去，也就是相当于增加了电力网络的总容量。超级电容器储能技术在风电中的应用实际应用中可以通过增加储能系统或采用在亚最佳功率点运行的可变速发电机提高风力发电的电功率。以上两种方法中，通过增加储能系统可能会提高建设成本，但它有不可替代的优点，如增强低电压的穿透性并增强其瞬态稳定性能还可以不需要机械的操作便可以进去任何种运行工况。超级电容器作为种电磁储能形式，和风力发电系统配套使用有诸多益处，具有存储能量较大的优点，同时还继承传统电容器释放能量速度快的优点，此外超级电容器还具有对社会发展特别有益的对环境无污染和使用寿命长的优点。应用过程中，必须选择功率转换器来连接储能设备以及风能发电设备。功率变换器体积小控制型元件少且易于操控。我们在实际应用中经常采用结构相对简单的功率转换元件图半桥式功率转换元件电路在用电高峰期时功率变换器可以向电网释放储存的电能，而在风能发电高峰期时，可以吸收电网剩余的电能进行充电储能。其工作过程可用图表示图功率转换元件工作过程现阶段的风力发电设备内大多选择蓄电池作为存储能量设备，然而蓄电池又存在诸多缺点，所以我们也能够选择高性能电容器和蓄电池混合系统作为存储能量设备，例如，这样就可以优化蓄电池处于的充放电过程中的系列问题，提高系统能量转换效率，提高使用年限。图电容器和蓄电池混合系统抑制风能随机波动的方式在以上章节的分析中，我们已经知道了风能具有随机性，我们在利用风能时要多加考虑其对风力发电系统的影响。通过本节，我们可以在实际应用中采用加装超级电容器等措施来抑制风能的随机性。抑制风力资源随机性可以包括下面的内容计算风能预测值计算储能设备的交换功率以及跟踪储能设备的功率。其过程流程图如图所示图抑制风能随机性过程流程图第步，计算风能预测值在本篇文章中不考虑具体的计算方法，通过现成的方法来获取预测值。第二步，由第步中所得数据来计算储能系统交换功率。此外，还需要考虑超级电容器的最大吸收功率和最大释放功率以及本身的电荷电压状态，以便限定参考功率，使超级电容器工作在规定负荷范围内。第三步，依据限定的参考功率，计算三相切换系统的电流，以便控制切换系统的开关，从而实现对储能系统功率的跟踪。变换器调节母线电压，使电压始终在风能预测值储能系统交换功率三相切换系统预测控制直流母线电压变换器控制超级电容器储能系统值统率三相切换系统预测控制额定值附近波动，这样可以使超级电容器及时进行能量交换，同时也可以提高切换系统的精度。结束语伴随着人民生活水平的进步提升，国家对能源的消耗越来越多，而生活中处处离不开电能的存在，单纯的依靠常规能源进行发电已经不能满足电量和环境保护的双重要求，此时，运用可再生能源风能进行发电的方式逐渐进入人们的视野，并越来越受到重视。然而，风能具有间歇性和不稳定性，在向电网并网输电时输送的电功率也不稳定。随着科技的进步以及对风电进行技术创新的要求与日俱增，人们发现需要在风力发电中应安装储能设备，而超级电容器具有诸多优点在发电低峰期，可以将存储的能量输送到电力网络中去而在风能发电高峰期，可以把电力网络中剩余的电能进行充电存储起来。在本篇论文中，综合考虑了风能发电的影响因素，以及超级电容器的原理与应用等方面的问题，讨论了构建风能和超级电容器混合储能系统的需要和可行性。由于本人能力有限，在文中只做了简单的介绍和讨论，另外，文中还有诸多不足之处，请各位多加批评指正。参考文献赵振宙郑源高玉琴陈星莺编著，风力机原理与应用，中国水利水电出版社，吴双群赵丹平主编，风力发电原理，北京大学出版社，陈永珍编著，电容器及其应用，科学出版社，姚兴佳等著，风力发电机组理论与设计，机械工业出版社，翟宇著，超级电容器成组技术在风力发电系统中的应用，北京交通大学硕士论文，吴钢著，超级电容器抑制风能随机波动的建模和预测控制方法研究，浙江大学硕士论文，邓隐北，风力发电中的储能与超级电容器，郑州大学，赵丹平等，风力机设计理论和方法，北京大学出版社，宫靖远等，风电场工程技术手册，机械工业出版社，翟宇等著，北京交通大学，电气工程及其自动化，刘万琨，风能与风力发电技术，化学工业出版社，孟丽囹等，超级电容器串联应用中的均压问题及解决方案，辽宁工学院学报，刘昌金等，基于超级储能系统的风电场功率控制系统设计，中国学术期刊谢辞经过这次本科毕业论文的学习，我基本完成了本次设计所要求的内容。通过这次设计不仅使我对所学习得相关专业知识有了更深入的理解，更锻炼了自己思考和解决问题的能力。在设计过程中