太阳能、风能发电具有随机性、波动性等问题,需要利用储能技术抑制发电系统输出的不稳定,而在能量回收系统中也需要利用储能技术。飞轮储能具有瞬时功率大、使用寿命长、响应速度快等优点,因此更具优势。本文对飞轮储能系统的储能和释能控制方法进行了研究。研究了飞轮储能系统的组成原理和永磁同步电机在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,分析并制定了空间矢量脉宽调制技术及其控制策略,给出了基本电压矢量作用时间和电压空间矢量切换点的计算方法。制定了飞轮储能系统的储能和释能控制方法并给出了PWM整流器数学模型,提出了采用霍尔位置传感器的平均速度位置估算方法和平均加速度及初始速度位置估算方法。对飞轮储能系统的硬件和软件进行了设计。硬件设计包括系统主电路设计、控制芯片选型及设计、电压和电流检测电路设计、隔离驱动电路设计。软件设计包括主程序设计、捕获中断设计、定时器中断设计及其中的控制器程序流程图设计、空间矢量脉宽调制程序流程图设计。对飞轮储能系统进行了仿真研究。在Matlab中建立了飞轮储能系统的仿真模型,进行了位置估算方法仿真、储能过程仿真、释能过程仿真。仿真结果表明采用平均加速度及初始速度的位置估算方法系统性能更优,系统能够可靠进行储能和释能。