风力发电是目前新能源领域最有发展前景、应用最广泛的发电方式之一。但是风能是一种天然能源,具有间歇性和波动性,风电并网后会给系统的电压、频率和稳定性带来诸多不利影响,难以满足电力系统稳定的供电需求,而通过将储能技术引入风力发电系统,调节储能系统使其快速吞吐风电机组的有功出力,可以将并网的风电出力波动限制在允许范围内,很好地解决了风电的并网利用问题。针对风电场的电池储能系统,本文开展了以下研究:不同类型的储能电池在技术、经济、安全方面的侧重各有不同,在实际应用中电池的选择问题值得研究。本文对适用于风力发电的各种储能电池进行详细对比分析,论述了全钒液流电池相对于其他电池更适合用于风力发电储能。建立了全钒液流电池的电气模型并在Matlab/simulink平台上搭建模型,对其充放电过程进行仿真分析,验证了所建立模型的准确性和钒电池用于风力发电的适用性。储能电池的容量选择关系到并网输出容量大小和投资合理性问题,本文根据理论推导和实例计算,提出了电池容量的选择依据。综合考虑电池储能系统的经济效益和全生命周期的投资成本,以实现全生命周期内的净收益最大化为目标,考虑储能系统正常运行时的约束条件建立了容量优化模型,并采用粒子群算法寻求该模型下的最优容量。通过实例计算,验证了所建优化模型的有效性和可行性。储能电池和能量转换系统是电池储能系统的核心部分,通过对能量转换系统进行控制实现储能电池的充放电。本文研究了电池储能系统的配置方式及功率变换器的拓扑结构,在此基础上分析了功率变换器的控制策略。在Matlab/simulink平台上搭建了储能系统的仿真模型,对所设计的控制策略进行验证。仿真的结果表明,DC/DC变流器能够维持直流高压侧的电压稳定而DC/AC变换器能够跟踪输出有功功率、无功功率给定值。传统的风电平滑策略不能实现对储能电池SOC的有效控制,而维持电池SOC在合理水平是储能系统持续平滑风电的关键。对此,本文建立了评价电池储能系统运行工况的两个指标,根据电池剩余电量和储能系统的出力指令,设计了模糊自适应控制法对储能系统的有功出力参考值进行修正,实现对储能电池SOC的实时控制。通过算例仿真,验证了在模糊控制下,SOC被有效控制并维持在合理范围内,延长了储能系统的使用寿命。储能系统实现了在维持SOC水平合理的前提下,持续、有效地平滑风电出力波动。