生能源日趋匮乏。虽然专家预测的煤炭可开采年，石油还可开采年，天然气可开采年不是很准确，但这些常规能源必然越用越少。同时在常规能源煤石油天然气等消耗过程中所产生的大气污染温室效应等环境问题越来越严重。作为种清洁的，并且具有可再生性质的能源风能，越来越在各国的能源消费结构中占据更高的比重。全球范围内储存的风能大约有亿兆瓦，在这当中有大约千万兆瓦是可以被开发利用的，其数量比可利用的水能的十倍还多。我国风力资源居于世界首位，其中陆地储存的风力资源大约有三十万兆瓦，海面上能够储存的风力资源大约有八十万兆瓦，总量为百十万兆瓦。加快推进风电建设，既能够优化我国的能源消费结构，又能够通过减少二氧化硫等污染气体和二氧化碳等温室气体的排放来减轻环境压力，同时，还可减轻能源进口方面的压力，对于提高我国能源供应的可靠性安全性和多样性方面将作出积极的贡献。进入世纪以后，相关法律逐渐生效，按累计装机容量计算，风电行业进入黄金发展期，通过近几十年发展，实现了我国风电设备装机总量接近八百万千瓦，跻身全球第四。由于发展时间较晚技术不够先进，估计在年风电总量也仅为我国电力总量的。随着科技发展和政府支持，我国各个省份的风电建设快速发展。从各地区风电建设情况来看，到年底，九个省的风力发电总装机容量高于百万千瓦，而且，其中四个省高于二百万千瓦。根据我国的计划发展，再经过年发展，全国范围内风力发电累计装机容量最终实现万兆瓦。根据有风电第纸媒之称的风能世界数据显示，风力发电设备的市场值已经达到到亿元人民币。风电是个集控制材料力学电力系统等综合性学科的技术，随着设计期间，张老师丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向张老师表示深深的感谢和崇高的敬意,另外，伴随毕业论文工作的即将结束，大学四年的生活也即将画上圆满的句号，在此祝愿大学的老师们身体健康，工作顺利,祝愿同学们万事如意，前程似锦,毕业论文风力发电和超级电容器的混合储能系统院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化班届次届学生姓名二О五年六月日装订线目录摘要前言风能资源风能的估算风能的计算平均风能密度理论可用风能有效可用风能平均有效风能中国范围内的风能分布风力发电机组能量转换和传输理论能量传递理论机电能量转换理论风电设备的工作原理风力发电机的分类风力发电机组的设计基础设计的技术要求主要尺寸电机绕组参数计算发电机性能风力发电的发展风力发电发展的影响因素及存在的问题风力发电发展的影响因素风力发电发展存在的问题风力发电发展展望超级电容器超级电容器的原理超级电容器储能原理分类双电层电容器的工作原理电特性串联过程均压问题和解决方法超级电容器均的均压解决方案风能和超级电容器的混合储能系统储能系统的作用超级电容器储能技术在风电中的应用抑制风能随机波动的方式结束语参考文献谢辞器和直流侧母线的纽带，是风电并网运行储能等控制电能质量至关重要的部分。关键词风能发电储能系统超级电容器功率变换器，风能和超级电容器的混合储能系统于政弘山东农业大学机械与电子工程学院泰安摘要随着经济的发展，国家对能源的需求越来越多，而生活中处处离不开电能的存在，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用电高峰期时，超级电容器可以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，可以将电力系统中剩余的电能储存到超级电容器中。双向功率变换器作为连接超级电容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，更锻炼了自己独立思考和解决问题的能力。在设计过程中，遇到了很多问题，也都通过知道老师的指导以及和周围同学的讨论得到了解决，使得本次毕业设计得以顺利完成。本论文设计在张传洋老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着张传洋老师的心血和汗水，在我的毕业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