风能作为可再生的清洁能源,具有无污染、能量大、分布广泛的优点。而风力发电又是风能利用的主要形式,也是大规模开发的发电方式之一。随着国际能源危机的出现,风力发电已经受到了世界很多国家的重视。直驱型风力发电机组具有极高的可靠性,无齿轮传动结构,维护省时简单,寿命较长,是行业内普遍采用的机型。随着储能技术的日渐成熟,通过对其进行合理有效的控制可平抑风电系统输出功率波动,改善风电的并网电能质量等,是解决大规模风电并网的有效措施。目前,VRB(Vanadium Redox Flow Battery,全钒液流电池)作为一种大容量储能装置,具有效率高,可深度充放电,功率与容量可独立设计等优点,在大规模储能领域具有很大的发展潜力。可以说,VRB是当今储能行业中最热门的方式。鉴于VRB的结构和良好的性能,本文将其与直驱型风力发电系统相结合,通过研究系统相关的调制策略和控制方法来进行仿真分析。本文介绍了直驱型风力发电系统的数学模型,并对背靠背双PWM变流器进行了研究,并分别对电机侧变流器和电网侧变流器的控制策略进行了详细分析。通过比对多种储能技术,将VRB作为本文的储能方式。本文分析了VRB的拓扑结构与基本原理,并在数学模型的基础上,搭建仿真模型。然后对VRB的充放电特性进行分析。仿真结果验证VRB具有优良的储能性能。利用Matlab/Simulink平台,搭建了含VRB储能单元的风电系统仿真模型,对双向DC/DC变换器采用电压外环、电流内环的双闭环控制。在风速随机波动情况下,VRB储能单元可以迅速准确地吞吐直流侧多余的能量,解决发电机功率波动的问题。当电网电压对称跌落时,VRB储能单元既可以解决直流侧的功率不平衡问题,也可以提高风电系统的低电压穿越能力,同时还能实现能量的回收,通过采用适当的控制策略,VRB储能单元可以完成对直驱型风力发电系统的功率控制。