风电、光伏等可再生能源发电系统的大规模发展给电力系统的安全稳定运行带来了巨大的压力。电力系统需要配置大容量的储能系统,补偿功率变化,适应新能源的大规模发展。更重要的是,近年来电力负荷率较低、负荷波动较大,需要对负荷进行调整。全功率变流器(Full-Size Converter, FSC)可变速抽水蓄能(Variable Speed Pumped Storage, VSPS)可以有效控制电网负荷频率,抑制可再生能源发电波动,解决电网面临的储能问题和功率波动问题。本文首先介绍了三电平FSC可变速抽水蓄能的结构,分析了机侧变流器和网侧变流器的模型和控制策略。在建立机侧和网侧变流器、抽水蓄能机组模型的基础上,研究了基于dq解耦方式同步旋转坐标系下的双环解耦控制策略,通过仿真分析说明了模型与控制策略的有效性。其次,综合考虑电网运行对功率调节的需求,形成了参考功率,分析了FSC可变速机组的功率平衡关系和功率调节特性,在此基础上,提出了机组在发电模式、电动模式时有功功率和无功功率的控制策略和调节方法。研究了FSC可变速抽水蓄能系统对电压指令波动的响应和在发电、电动模式下对功率指令波动的响应,证明了FSC系统可以快速补偿功率波动。最后,采用傅立叶变换法,得到了FSC可变速抽水蓄能系统出力的频谱特性和可再生能源波动的频谱特性,进行了对比分析并证明了FSC机组抑制可再生能源引起的功率波动的有效性。结合示例电网,仿真验证了FSC抽水蓄能机组在抑制风电出力波动中的作用。