【摘 要】
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目前风力发电系统采用的储能方式有抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、蓄电池储能、超级电容储能等。蓄电池储能已成为风力发电系统的基本储能装备，但是蓄电池具有自放电、污
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目前风力发电系统采用的储能方式有抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、蓄电池储能、超级电容储能等。蓄电池储能已成为风力发电系统的基本储能装备，但是蓄电池具有自放电、污染、投资高且容量有限等缺点，压缩空气储能却具有存储容量大、寿命长、对环境无污染的优点。若将压缩空气储能装置应用于风力发电系统，在风叶、压缩/膨胀机和发电机之间存在着动力传递与分配的问题。为解决这一问题，本文提出一种适用于风力发电系统的动力分配装置，旨在解决风力发电系统在不同工况下的动力传递分配问题，满足用户负载的用电需求。 本文结合动力分配装置的国内外发展现状，对适用于风力发电系统的动力分配装置进行了结构设计，实现了风力发电技术与压缩空气储能的有机结合。根据混合风力发电系统的功能要求，该动力分配装置由动力分解部分、动力合成部分、工作模式转换机构等组成，采用行星差动轮系传动、带传动与直齿圆柱齿轮传动相结合的传动方式。 本文分析了动力分配装置在不同工作模式下的运动学特性，建立了不同工作模式下的动力分配装置输入输出轴之间的运动学关系式，分析了其输入输出之间的传动比、转矩关系和功率关系。在此基础上，利用Matlab仿真软件建立了Simulink运动学仿真模型，得到了不同工作模式下的运动学特性曲线。 利用等效动力学方法，对动力分配装置中行星差动轮系部分进行了动力学分析，建立了不同工作模式下行星差动轮系的等效动力学模型。通过对等效动力学模型的求解，得到了行星差动轮系的速度瞬态响应曲线。 在5kW微型混合风力发电系统实验台的基础上，对动力分配装置进行了测试实验。实验分别在各不同工作模式和工作模式连续变换两种情况下进行，本文对实验数据进行了处理，得到了5kW微型混合风力发电系统的实验结果图。
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