自然环境逐渐恶化、能源消耗飞速增加和资源短缺等问题日益严重,为了应对这一全球性的挑战,风力发电技术成为各国学者研究的热点。随着风力发电技术的成熟,风力发电的成本也在不断地降低。本文基于储能装置的双馈异步风力发电机组对双PWM变流器的控制策略进行了分析和研究的同时,针对并网稳定性和储能系统的一次调频能力两方面也进行深入研究。本文首先分析了双馈异步风力发电机,建立了双PWM变流器在三相静止坐标系下的数学模型,再利用坐标变换理论,进一步建立了双PWM变流器在两相静止坐标系以及两相旋转坐标系下的数学模型。在此基础上针对双馈风力发电机传统矢量控制时存在的参数不易调节、自适应差和鲁棒性不足的问题,本文从风速突变对系统的影响出发,通过分析机侧变换器和网侧变换器的数学模型,提出了一种基于PI-SMC的控制器。控制系统将PI电压控制和双幂次指数趋近率滑模电流控制相结合,得到一种新的抑制双馈风力发电机直流母线电压波动的控制器。提高了直流母线电压抗扰动能力,增强了控制精度和平滑性,为配合储能装置做好支撑。其次,混合储能装置的应用能够平抑分布式电源输出功率的波动,提高大规模电网对于风力发电系统的消纳性。依据传统同步发电机的旋转惯量、阻尼等特性,通过在变换器的控制环节中模拟传统同步发电机的机电暂态方程,将同步发电机的惯量、阻尼和一次调频等优良特性移植到风机中,引入虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）技术。通过在风力发电系统直流侧配置储能装置,并对储能系统采取基于同步发电机模型的控制策略,分析了在负荷扰动下协助系统实现虚拟惯量控制,减小系统频率振荡的幅值,增大系统惯量实现频率调整的作用,最后讨论了虚拟同步机参数对系统稳定性的影响。最后,本文根据设计的控制框图利用MATLAB/LIMULINK仿真软件建立了基于储能装置的双馈风力发电系统的仿真模型。将应用PI控制技术与PI—SMC滑模控制技术的仿真结果进行了对比分析,结果表明所设计的PI—SMC滑模控制策略体现出鲁棒性强、收敛速度快、跟踪精度高的优点。同时设计的VSG能有效模拟实际同步发电机的惯性响应特性和频率响应特性,当系统设置负荷扰动时,虚拟惯量控制策略能根据负荷的波动调节自身输出功率,有效的补偿电网的惯量,迅速阻尼电网频率变化,改善了系统频率运行特性。