由于风力发电输出电压及功率随风速变化呈现出不稳定的变动,如何提高系统的功率因数和输出电压的稳定性一直是重要的课题。本文以100W小型风力发电系统为研究对象,对提高功率因数,蓄电池充放电等控制技术进行研究。三相二极管整流器整流过程中电流发生畸变,总谐波含量在30%以上,功率因数低,一般在0.5～0.7之间。针对该问题,本文结合PFC技术,改进了一种三相单开关整流器,对其拓扑结构和工作状态进行具体分析。采用升压变换器,工作在DCM模式下,仅采用电压单环控制,即可达到稳定输出电压和降低输入电流谐波的目的。并结合五次谐波陷阱滤波器,可进一步减小输入电流的谐波含量,通过仿真验证,其输出电压波动在1%以内,电流总谐波含量可降到0.57%,功率因数接近1。根据功率分配情况,本文利用直流侧电压判断方式来判断系统功率是否达到平衡。当风力发电系统的输出功率大于负载所需时,直流侧电压因能量守恒原理而上升；反之,则下降,由此作为蓄电池充放电的依据。采用双向直流变换器作为蓄电池充放电之用,优化了两段式定电流-定电压的充电控制方法,以控制蓄电池充放电电流,缩短蓄电池的充电时间,延长蓄电池的寿命。通过蓄电池的充放电控制,维持负载端电压为固定值,调节系统功率平衡。逆变器采用全桥式结构,结合单极性PWM切换,推导其数学模型。优化了基于极点配置的PID控制器,该控制器以输出电压的瞬时值、变化率和积分值这三个状态变量所组成状态反馈,与传统的逆变器双环控制相比,其结构更加简单。同时设计了PID控制器低通滤波器的参数,以电阻负载为研究对象,并在各种情况下进行仿真验证,其电压波形谐波含量均低于0.39%,误差小于0.67%,且在负载变动时,有良好的稳定性能和动态性能。