风能是一种清洁的可再生能源，它的随机性和间歇性造成风电在大规模接入电网时，电网的电压、功率和频率出现波动，直接影响到电网的安全运行。飞轮储能系统具有结构简单、储能密度高、瞬时功率大及无污染等优点，可以对风电并网起到很好的调节作用。论文主要针对飞轮储能系统中能量转换控制技术进行了研究，详细地分析了其控制方案、控制策略和硬件实现等。　　首先，在查阅了大量国内外相关文献后，选择无刷直流电机作为飞轮储能电机。从无刷直流电机的基本结构、数学模型和运行特性入手，详细地分析了其电动和发电原理。为了使电机能快速稳定地达到最高转速，储能阶段先以恒定转矩起动，达到额定转速后保持功率恒定，其中对恒功率弱磁控制进行了详细地分析。当进入释能阶段后为了进行恒压放电控制，选择了升降压斩波器瞬时值控制策略。　　其次，由于常规PID控制的参数自整定过程非常繁杂，无法满足高性能的飞轮储能系统控制要求。论文设计了飞轮储能系统的速度模糊PID控制器，并详细论述了其设计步骤。同时在MATLAB/SIMULINK中对模糊PID控制器和PID控制器进行了建模与仿真，通过比较两种控制的仿真结果，表明了模糊PID控制无论在响应速度、超调量还是在稳定误差等方面均优于PID控制。　　接着，根据飞轮储能系统储能和释能阶段的工作要求，设计了飞轮储能控制系统。以TMS320F2812为硬件控制核心，给出了整个控制系统的硬件框图，包括功率驱动及其逆变电路、检测电路和系统保护电路，并对用到的模块和元器件选型进行了分析。同时在硬件的基础上，完成主程序、中断服务程序以及闭环控制子程序等设计。在控制策略上，储能阶段当低于基速时速度环采用模糊PI控制，电流环使用PI控制，当高于基速时则切换为相位超前导通控制;释能阶段电压环采用PI控制。　　最后，在MATLAB/SIMULINK中分别搭建了飞轮储能控制系统的储能过程和释能过程模型。储能过程当速度低于基速时采用速度和电流双闭环控制，当超过基速后通过检测转子的角位移来实现弱磁控制;释能过程对随电机转速下降的输出电压进行闭环控制，仿真结果验证了上述控制方案的有效性。