近年来,随着我国对能源需求的日益增长,以风力发电为主力军的新能源得到了大力发展。但风力发电的间歇性和不稳定性特点导致了虽然装机容量巨大,但不能大规模并入电网。本文将为一些地区严重的弃风现象提供一种可行的技术解决方案,可实现“消峰填谷”和平衡电力负荷的作用。为可再生能源应用于微能源电网提供一种可行的技术路径,对于解决能源危机、环境污染现状,以及国民经济的发展起到了巨大的推动作用。本文首先针对白云鄂博某风电场的实时数据进行分析,通过matlab计算得到其风速密度曲线与风力发电机运行功率曲线,计算出单台风力发电机需要的储能容量,汇总整理出一套完整的计算流程,为建设风力-压缩空气储能系统提供理论上的方法。分析当前市场上具有代表性的几种空压机得到结论,在不同风况下,使用不同类型空压机,如功率在150KW到350KW之间的空压机,无论从转换效率与需要的储能体积等要素都相比其他空压机具有优势,这类型适用于风况相对稳定的风场。而大功率空压机,如BLT150A/W-750W,自身耗能较大导致储能容量较小,但是其储能时间较短,导致储能系统整体响应较快,这种类型适用于风况波动快且大的风场,能够快速地实现储能释能过程。通过上述实际案例的分析计算证明了新能源与储能耦合的必要性。使用solidworks设计1:1实验台,完成实验原理设计与实物结构设计。通过实验验证仿真基础模型的正确性并计算出传统压缩空气储能系统效率。因为传统压缩空气系统效率低下,所以对其进行优化设计,充分利用压缩热,在原系统内串联换热器。并考虑换热器与压缩/膨胀级数的关系。得到压缩级数与膨胀级数的最佳关系和级数与换热器效能的最佳配比。当压缩/膨胀级数为2级、3级与4级时匹配换热器效能在0.9-0.85之间为最佳,效率能到达68%-71.8%。当压缩/膨胀级数为5级、6级和7级时匹配换热器效能在0.85-0.75之间为最佳,其效率可达到68.1%-68.9%。当压缩/膨胀级数为8级和9级时匹配换热器效能在0.8-0.75之间为最佳,其效率可达到68.%-68.2%。