风能作为一种蕴藏丰富的清洁可再生能源,是解决当前能源危机和环境恶化问题的一种有效途径,风力发电技术越来越受到世界各国的重视。风能具有很强的随机波动性,风电直接并网会对电力系统的安全稳定运行造成不良影响,甚至引发电网崩溃问题。随着大规模储能技术的日益成熟,在风电场装设一定容量的储能系统是解决风电并网波动问题的有效手段。单一类型的储能方式难以兼具大功率密度和高能量密度的优点,蓄电池和超级电容器组成的混合储能系统,能取长补短,发挥两者各自的优势,对风电功率波动的平抑效果较为理想。混合储能系统模型结构的搭建、蓄电池和超级电容器容量配置以及协调控制策略的研究,具有重要的意义。首先,简要介绍了铅酸蓄电池和超级电容器各自储能原理及储能特性。在比较已有的各种等效模型的基础上,本文铅酸蓄电池选用PNGV等效电路模型,超级电容器选择经典等效电路模型。在Matlab中搭建了蓄电池和超级电容器的单体仿真模型,仿真结果证明了模型的有效性。然后,提出一种蓄电池和超级电容器的容量配置方法。取某风电场实测风电功率数据为研究对象,根据傅里叶变换对其进行频谱分析,得到风电波动频率分布情况,作为混合储能系统波动功率分配的依据。综合考虑风电并网波动要求和储能容量配置经济性问题,得到对风电功率数据进行小波包分解的最佳层,并提出一种基于熵权法的小波函数优化选择方法。选择3组具有典型代表性的风电功率数据,用最优小波函数经小波包分解到最佳层,得到并网期望功率和各频率不同的波动分量。根据蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度高的特点,将波动分量分为低频波动部分和高频波动部分,分别作为两种储能元件的平抑目标,并以此为基础经过分析计算,得到蓄电池和超级电容器的容量配置结果。最后,提出一种基于SOC优化的混合储能系统协调控制方法。根据SOC的大小将储能元件的工作区域划分为五个部分,再结合储能元件的实时充放电状态,把储能元件的工作状态分为正常工作状态和非正常工作状态。分析两种储能元件相互配合可能出现的所有非正常工作状态,通过实时检测SOC的大小,对非正常工作状态下储能元件的充放电参考功率进行重新分配,以保证SOC处于正常范围内。该控制方法能在保证平抑效果的同时尽可能延长储能元件的寿命。