储能技术是风力发电系统的重要组成部分。压缩空气储能技术主要用于电力系统的“调峰填谷”，具有储能容量大、对负荷变化响应快、易于精确控制等优点，是一种理想的适用于风力发电系统的储能方式。当前研究的压缩空气储能技术中使用的能量转换设备主要有压缩机和燃气轮机，其压缩机工作效率低，燃气轮机需燃烧天然气等燃料对环境有一定的污染。为了充分发挥压缩空气储能技术的优势，需要研制新型能量转换设备。　　本文设计了一台涡旋式压缩/膨胀复合机，并对复合机的工作性能进行了仿真分析及实验研究。将复合机作为能量转换设备应用于压缩空气储能系统能有效提高系统的能量转换效率，并且工作过程中对环境没有污染。　　本文首先研究了涡旋式压缩/膨胀复合机的工作原理，并对其几何理论进行了深入研究，在此基础上设计出了涡旋式压缩/膨胀复合机的基本结构。对复合机进行了系统建模仿真，分别建立其热力学模型和动力学模型，对复合机的工作性能进行分析，从理论上验证了该设计方案的可行性。设计实验台对已加工完成的涡旋式压缩/膨胀复合机样机及无油涡旋式压缩机进行实验，其实验结果类比验证了本文中涡旋式压缩/膨胀复合机设计方案的可行性，该复合机可作为高效的能量转换设备用于压缩空气储能系统。　　本文设计的涡旋式压缩/膨胀复合机，具有结构紧凑、能量转换效率高、重量轻、噪音低、节能优势显著、综合经济性好等优点，在压缩空气储能系统中有良好的应用前景。