随着世界经济的飞速发展，煤和石油等化石能源的消耗迅猛增长，能源的枯竭和环境污染问题迫在眉睫，促进新能源和可再生能源的开发和发展己成为世界各国政府和能源界研究和投资的热点。风能是一种清洁无污染的绿色可再生能源，储量丰富且取之不尽、用之不竭，世界各国都在重点研究和开发。然而，由于自然风的随机性和间歇性导致风力发电系统输出功率具有较大的波动难以满足终端各种电力设备需求，和当风速介于风力发电机的启动风速和切入风速之间时，常采取使风力发电机处于非工作状态，致使风力发电系统不能有效地利用自然界低风速区的风能资源等问题，限制了风能利用率的提高，因此本文就风力发电系统的随机波动和风能利用问题进行了主要研究。本文首先简述了目前国内外风力发电机的现状，并对风能存储技术的种类、特性进行了概述和分析，为后面进行风电储能控制系统设计提供了必要的技术背景。其次，本文在风电储能控制系统设计时，提出了基于双闭环反馈控制和动态储能补偿关键技术的双参数电容储能控制策略。如果电池没有很好地充电方式，势必将造成电池寿命减少、电池组电压不平衡，甚至过压过流等安全问题，双闭环反馈控制技术则分别采样电池的电压、电流以内外环的形式来控制电池的充电过程，延长其寿命并提高风电系统的安全性；动态储能补偿则依据自然风的随机波动特点，以全风速适应为目标，利用具有双向功率流动的DC-DC变换器来对风力发电输出功率进行削峰填谷。再次，本文对风电控制系统中的主要控制环节给出了响应的传递函数，并计算了必要的关键参数。基于电气仿真软件Matlab/Simulink对风电控制系统进行了建模和仿真，从风速、风轮、永磁发电机到风电控制系统模型都进行了较为详细地阐述，从整体上完成了离网型直驱风电系统的模拟，验证了双参数电容储能控制策略原理上的可行性。最后，基于BMS-ZF01锂电储能系统试验平台进行了锂离子电池组的测试，得出了锂离子电池充放电特性曲线，同时对锂电池储能系统、风光互补路灯控制器及外转子永磁发电机系统完成了耦合，实现了比较完整的风电系统对负载电池的有效储能。