差动调速型风电系统,可以在无需电力电子变频设备时与电网友好连接,有望解决现役主流变速恒频并网风力机无功功耗大、低电压穿越能力弱、输出电能质量和动态稳定性不高等问题。然而,不稳定的风电力注入仍是“双高”电力系统建设中面临的严峻挑战。储能技术的发展和规模化应用为大规模风电友好并网提供了有效的技术途径;基于储能和风电机组的协调运行,可实现风电厂的输出功率与电网的负荷需求从时间和空间上分离,缓解系统的调频、调峰压力;同时可以有效平抑风电输出功率的波动,降低大规模风电接入对配电网频率、电压稳定性的影响。其中,氢能作为一种理想的二次能源,因具有无污染、热值高、密度小、应用场景多样、可长时间存储等优点,被世界各国广泛重视。风电与制氢储能系统(hydrogen storage system,HSS)耦合,也具有重要的研究意义和明确的市场前景。基于此,提出一种差动调速型风氢耦合发电系统方案,该系统主要由差动调速型风电机组和HSS两部分组成。其中,差动调速型风电机组主要由风轮、差动调速机构和同步发电机等单元组成。HSS主要包括电解槽、质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)、空气压缩机、储氢罐和超级电容器等。在随机风速的作用下,风推动风轮转动,差动调速机构内部进行机械运动,风能被转化为机械能,接着由同步发电机转化为向电网输出的工频电能。HSS接入公共直流母线以加强风电消纳并支撑电网负荷需求。具体来说,当风电机组输出电能过剩时,剩余电能被电解槽消耗用于制氢储能。当电网负荷需求不足时,PEMFC作为供电装置快速启动,产生电能以弥补功率缺口。同时,采用超级电容器以提升HSS动态响应速度。