开发使用可再生能源,为缓解全球的能源危机以及降低环境污染都有着巨大的贡献,对优化国家能源结构和确保社会经济的迅速兴起有着十分关键的战略作用。风能是国内现阶段规模最大的商业化开发潜能的非水能的可再生能源,随着电网中风电装机容量的持续提升,风力发电输出功率具有的波动性和间歇性对其接入电网系统调频、调度造成了不利的影响。因此,在保证电网安全稳定运行下,如何提高电网对风力发电消纳能力成为了亟需解决的重要难题。为提高电网对风电的消纳能力,抑制大规模风电接入对电网调频、调度的不利影响,有必要深入研究高风速下风力发电机组控制策略,通过构建合理的风-储系统,抑制风力发电系统对电网系统可靠性及稳定性的冲击,降低弃风率。首先,课题研究了风电系统控制策略,目的是在高风速下实现机组恒定功率的输出。先阐述了风力机的特性参数,接着建立风电系统的非线性模型,通过开环仿真研究说明了设计恒功率控制器的必要性。其次,在三个不同工况点对风电模型进行局部线性化。基于最优和H∞控制理论分别设计三个局部控制器。然后基于T-S模糊理论,将三个局部控制器与隶属度函数相结合,设计出全局控制器。第三,建立了含变间距控制器的风电模型,分别对阶跃风和随机风进行仿真,并对得到的桨距角曲线、风能利用系数曲线、输出功率曲线进行分析比较。结果表明,所设计的控制器能保证机组输出功率具有很好的性能。第四,提出了一种新型的风力发电储氢系统。首先,设计了风电-氢能储能系统结构并介绍了各组成部分的功能。然后,结合电化学解析模型和经验模型,建立了该系统中水电解池和燃料电池系统模型。第五,设计了风电-储能系统的并网控制策略。首先,对电解池端直流降压变流器进行矢量控制,进而控制电解池的工作功率。然后,针对燃料电池并网变流器系统,采用恒定直流电压输出和频率/电压下垂控制相结合的控制策略。第六,为了降低弃风率、提高电网对风电消纳能力,根据各单元自身特性和接入电网的要求,设计了各单元并网策略和系统能源优化分配算法,以江苏华电滨海风电项目为例,进行了仿真研究。仿真结果验证了系统建模的合理性以及能源优化算法的有效性。最后,以江苏华电滨海风电项目为例,对风氢储能项目进行了经济性分析。通过计算其内部投资回报率,验证了项目的可实施性。