“双碳”目标的提出,亟需我国构建以风能、太阳能为代表的清洁能源为主体的新型电力系统。但是,风电和光伏存在着出力不可控的“痛点”。随着新能源大规模高比例接入电网,势必会对电网频率稳定性和供电系统可靠性带来极大挑战。储能技术能够实现电力系统的柔性调节,可以解决新能源发电并网对电网灵活性调节带来的问题。飞轮储能技术作为一种物理储能技术,具有功率密度大、充放电响应速度快、寿命长、安全可靠性高、无环境污染等优点,成为未来储能技术发展的一个重要方向。本文以大容量、高转速的立式磁悬浮储能飞轮转子系统为研究对象,重点研究磁悬浮储能飞轮转子的轴向卸载、动力学特性和不平衡振动控制,取得了一些研究进展:（1）针对大容量、高转速的立式储能飞轮转子轴向卸载问题,提出一种单环吸力型轴向永磁轴承拓扑结构,以充分利用磁能、用材最省为设计原则,进行了磁路结构设计,在考虑边缘效应的前提下,基于磁场分割法对气隙磁导进行了精确划分,建立了等效磁路模型,依据虚位移法推导了力学特性解析模型,并通过仿真分析对解析模型的正确性进行了验证。（2）建立了磁悬浮轴承—多质量弹性储能飞轮转子系统的动力学模型,研究了磁悬浮储能飞轮转子轴系的动力学特性,主要包括控制参数对飞轮转子动力学特性的影响、储能飞轮转子的临界转速、模态振型、稳态不平衡响应和瞬态不平衡响应。根据电磁场理论,建立了轴向电磁轴承和轴向永磁轴承的静动特性解析计算模型,为探究轴向磁轴承带来的径向干扰力对储能飞轮转子横向振动的影响提供理论基础。（3）针对不平衡质量激发的磁悬浮储能飞轮转子系统的振动问题,在分析振动响应特点和阐释标准LMS算法不足的基础上,提出了一种可自适应变步长的不平衡振动控制算法。将该算法应用于磁悬浮轴承—多质量弹性储能飞轮转子系统动力学仿真模型,并在恒转速工况和恒加速工况下进行了仿真分析,取得了较好的振动控制效果,保障了磁悬浮飞轮储能系统的安全稳定运行。