随着世界经济的发展,人类面临着日益严峻的环境问题和能源问题。工业化带来了二氧化碳等大量的温室气体,使全球气候变暖,同时也消耗大量的煤、石油、天然气等能源,而这些能源是不可再生的,用一点,少一点。面对这些严峻的问题,人们把目光投向了清洁的、可再生的能源。清洁可再生能源不排放温室气体,也不消耗煤、石油、天然气等一次性能源。在上述背景下,风能作为一种具有悠久使用历史的清洁的、可再生的能源,人们开始了对其新一轮的大规模开发和利用。由于电力是现代社会的动力源泉,将风能转化为电能的风力发电成为了开发风能的主要方式。我国有着丰富的风能资源,据初步探明,陆地上可开发的风能资源即达2.53亿千瓦,加上近海的风能资源,全国可开发风能资源估计在10亿千瓦以上。但是由于风速的随机性,风力发电具有不稳定的特点,特别是随着大规模的风电并网,给整个电网的安全稳定运行造成了极大的压力。如何保证在大规模的风电接入电网后使电力系统能够稳定可靠的运行已成为目前电力工作者致力研究的一个主题。风力发电分为恒速恒频和变速恒频两类。其中恒速恒频机组风能利用效率低,不能调节有功和无功功率。变速恒频风力发电机组主要分为永磁直驱机组和双馈感应型风力发电机组,能够实现对有功功率和无功功率的控制和调节,实现最大功率跟踪,最大效率利用风能。本文对双馈感应风力发电系统进行了特性分析和仿真验证。风力发电系统的一个很重要的指标是低电压穿越(LVRT)能力。当电网电压跌落低于规定曲线后才允许风力发电机断开与电网的连接。这就要求,当电网电压跌落时,风力发电系统要向电网提供无功功率。但是由于风力发电机组及相应的变换器的容量有限,不能向电网提供大量的无功功率来抑制电压的跌落。本文中通过将静止同步补偿器(STATCOM)接入风力发电系统,由静止同步补偿器向电网侧输出无功功率来补偿网侧的电压跌落,降低了对风力发电机组进行控制的复杂度,也提高了无功功率补偿的响应速度,弥补了风力发电机组及其变换器容量的不足。对于风力发电面临的另外的一个问题：其出力随风速的变化而变化,具有不稳定的特点。本文中探讨了通过储能技术来对其输出功率进行调节的可行性。文中以电池储能系统(BESS)为对象,建立了电池储能系统的简化模型。基于MATLAB仿真软件对储能系统接入风力发电系统建立了相应的仿真模型,对其静动态特性进行了详细的分析,设计了相应的控制策略,对其进行仿真并对结果进行了分析,分析表明储能技术可以很好地对风机输出功率的波动进行补偿,提高了电力系统运行的稳定性。另外,本文根据BESS储能系统的数学模型,应用滑模变结构控制理论对BESS储能系统进行控制,并设计了相应的滑动模态超平面以及变结构控制策略,结果表明,本文采用的滑模变结构控制具有良好的动态响应和抗干扰性。