随着传统化石能源的枯竭,风能作为新能源的一种,已被广泛地开发利用。而采用独立变桨的风力发电系统能够有效地利用风能,提高系统发电量。其后备电源对于变桨系统起着至关重要的作用,对比各种储能技术和变桨系统后备电源的工作特性,超级电容作为风力发电变桨系统后备电源可显著提高后备电源使用寿命,增强其可靠性,但超级电容单体电压低、能量低,并且随着能量的消耗,其端电压也会随着下降,为了提高后备电源性能,双向DC/DC变流器被引入超级电容储能系统。针对传统双向DC/DC变流器存在着的低电压增益,高开关器件应力,高损耗等问题,本文在传统变流器的基础上进行拓扑推演,引进一类基于拓扑组合的新型交错并联双向DC/DC变流器拓扑。此类变流器具有高电压增益、低开关器件电压应力等特点,将其应用于储能系统,能够有效降低系统损耗,提升效率。另外针对其两种工作模式提出了合理的控制策略,具体研究内容如下:(1)对风力发电发展史及采用独立变桨技术提升发电量进行了简单的介绍,就后备电源对变桨系统的重要性进行了详细地阐述,针对后备电源的工作环境与特点,就现有的各种储能技术对比分析。最后详细介绍了超级电容器与DC/DC变流器的工作原理与特性以及各种应用场合。(2)针对变桨系统的后备电源特性,选择了一种具有高电压增益低电压应力的新型双向DC/DC变流器,并对其两种工作模式的工作原理展开阐述,将其与传统交错并联双向DC/DC变流器进行对比分析。对比分析结果表明此新型变流器非常适用于超级电容储能系统,将其应用于变桨系统后备电源系统,可以显著地增强变桨系统可靠性,提高其运行效率。(3)首先对新型变流器的两种工作模式建立小信号模型,设计了各自的控制器。针对移相控制所存在的电流误差问题,提出了合理的解释,并对其改进,提出了双电流内环控制策略。最后对变流器的不同工作模式在两种控制策略下进行仿真对比分析,仿真结果表明在改进策略下,当变流器工作在Buck模式时,超级电容能够快速地充满电,以备下次的及时启动;另一方面,变流器在Boost模式状态下,超级电容为输入电源,能够快速稳定地深度放电,输出电压在短时间内很快稳定在额定值,并且在输入电压和负载功率发生突变时,高压侧输出电压在短暂的波动后便可恢复到稳态值。表明本文改进控制策略在提高了系统动态响应速度的同时,还提高了系统抗干扰性能。