能源短缺与环境污染是当今人们亟待解决的问题。传统以煤、石油和天然气为主的不可生能源，不仅资源有限，还会对环境造成严重污染。大规模开发利用风能是解决能源与环境问题的重要途径，然而，自然界风具有不确定性，使得并入电网的风电输出功率具有随机性和波动性，给电网带来严重的负面影响。储能系统可以快速灵活地调节功率输出，从而能够有效平抑功率波动。因此，研究风电场中储能装置的运行控制，对减小风电功率波动给电网带来负面影响具有重要意义。针对风力发电具有间歇性和波动性问题，本文设计了一种储能系统充放电控制电路。以阀控式铅酸（Valve Regulated Lead Acid，VRLA）电池为储能元件，详细介绍了储能系统主电路工作原理，建立了联网用升降压斩波电路（Buck-Boost）和电压源型变流器VSC统一的数学模型。在满足Buck-Boost电路电流波动性指标前提下，讨论了电感参数设计原则。Buck-Boost电路采用定周期比较策略实现功率恒定，变流器VSC采用精确反馈线性化控制策略实现直流侧电压恒定。基于PSCAD/EMTDC搭建了仿真系统，仿真结果验证了储能系统主电路参数设计的合理性和运行控制策略的可行性。搭建了储能系统实验平台，仿真结果与实验结果基本一致。在此基础上，根据VRLA电池的数学模型提出了一种计算电池剩余容量的方法，然后以TI公司的TMS320LF2812A为核心，设计了一种电池电压、电流和温度实时在线监测系统。电压检测采用巡检方式，以降低成本和系统冗余；温度检测采用温度传感器DS18B20，体积小且精度高；上位机实时显示电池组的状态。实际运行结果表明此监测系统具有实时检测、精度高、使用灵活并可以长期稳定运行的特点。