供暖需求的大幅增加使北方城镇冬季的雾霾天气愈发频繁。从清洁供暖角度出发,结合风能以及热泵的热量倍增效应,诞生了风热机组这种全新的供暖方式,在风力机传动机构高速轴侧直连一台压缩机,风力机直接驱动压缩机运行,同时带动整个热泵系统进行供暖,具有巨大的经济环境效益。相比于其他形式的风能供暖,风热机组相关的研究较少,在仿真方面缺少对动态模型的研究,在实验方面缺少对风热机组的性能测试研究。为深入了解风热机组的运行特性,本论文在参照风热机组相关研究的基础上,借助于百千瓦风热机组实验平台测试风热机组的功率特性,并在此基础上完善风热机组的动态仿真模型,根据风热机组的实验功率特性曲线评估风热机组的经济性与环保性。阐述风热机组的运行原理,分析风热机组所在地的风资源及热负荷情况,根据当地的风资源及热负荷情况对风热机组部件进行选型设计。采用100kW风力机驱动开启式螺杆压缩机,热泵系统以氨为制冷剂。为提高系统的制热效率,以土壤为低温热源,通过42组U型地埋管汲取热量。在风热机组的运行特性仿真研究中,对风热机组进行动态仿真建模。借助于风电机组仿真软件FAST以及热泵机组仿真软件Thermosys,建立100kW风电机组模型与热泵模型。总结风电机组以及热泵机组的控制规律,初步确定风热机组的控制策略,并在此控制策略得到风热机组的仿真运行特性。风热机组制热量及功率随风速增加而增加,在9m/s下达到额定状态。在风速、温度、转速等因素的综合影响下,风热机组一次能源利用率随风速逐渐减小。通过搭建蓄热装置模型,分析应用蓄热装置后对风能间歇性的改善,100kW风热机组应用蓄热装置可以减少大量其他形式热量的供应。在风热机组的实际运行特性研究中,借助于百千瓦风热机组实验平台,根据已设定的控制规律,应用组态王采集一段时间的数据进行分析讨论。首先应用时序分析法得到风热机组风速、制热量在时间上的峰值差异,由于热惰性以及流体传递的影响,风速变化比制热量变化平均快160s。通过时序分析发现由于压缩机调载较慢偶尔会导致停机现象。此外应用区间分析法,在绘制风速散点图的基础上,分析风热机组的功率特性以及性能参数变化规律。在平均温差20℃下,100kW风热机组的额定制热量可达150kW,风热机组的运行根据转速的变化可分为四个阶段,分别为启动阶段、调载阶段、调载变桨阶段以及变桨阶段。通过热泵能效系数（COP）、风能利用系数（Cp）以及一次能源利用率（η）评价风热机组的性能,随风速增加COP先减小后不变,Cp先增大后减小,η逐渐减小。最后比较仿真运行特性与实际运行特性,二者表现了一致的变化趋势以及较小的数值差异。根据百千瓦风热机组的性能表现,计算风热机组在不同年平均风速下的年制热量,构建风热机组的经济模型,从而对系统机型经济性评估,在该地区风速分布下,预测风热机组的年制热量为475MWh,对其环保性做进一步评估,该风热机组可减少污染治理费用4.75万元。