随着我国风力发电规模的逐步扩大，并网和消纳问题已成为制约其持续稳定发展的最重要因素，导致平均利用小时数大幅降低，严重影响风力发电运行的经济性。针对以上难题，近年来国内外一些科研机构提出一种固体电蓄热技术，该技术能够利用风电场的“弃风”电能或常规低谷电能，通过相应的蓄热装置转化成较高温度的显热能储存，可应用于冬季热用户采暖或进行其他热能利用，从而在一定程度上解决了由于风电场限电导致的大规模能源损失问题。在实行峰谷电价的地区，该技术可通过高温蓄热节约系统运行费用，同时克服了传统水蓄热存在的一系列缺陷。本文深入研究了固体电蓄热技术理论及其装置的热工特性。首先，确立了固体电蓄热装置的蓄热材料及其结构形式。以蓄热单元作为研究对象，在合理简化的基础上对其进行数学建模，结合贝塞尔方程的有关性质并采用分离变量法，得到均匀初始温度下蓄热单元传热过程的温度场解析解。分别对三种不同工况的热过程进行模拟分析，并做出相关结构参数与运行参数的影响研究。基于以上温度场解析解，对蓄热单元在非均匀初始温度下的不同工况组合情况进行分类，并将初始温度条件进行积分平均近似处理，进而分别求得温度场理论解表达式。选取一典型周期模拟了不同初始和边界条件组合连续作用下的运行过程，得到不同时刻与相对位置的蓄热单元温度场及其相关热量参数的变化特性。最后，针对固体电蓄热装置整体建立了蓄热单元棒簇与取热流体之间热过程的数学模型，通过分析各项数量级对微分方程进行了简化处理，求解出取热流体以及单排蓄热棒簇外表面的温度场分布表达式。以一个具体案例，在某一释热阶段内进行蓄热棒簇与取热流体的温度场及其热量参数的分析，揭示了固体电蓄热装置的传热特性，并为其设计与运行模拟提供了理论依据和计算方法。本文研究成果为固体电蓄热装置的深化设计及各运行参数的合理匹配建立了理论研究基础，同时为系统的应用与推广提供相应的技术参考。