1.一种风力磁悬浮飞轮辅助发电系统，其特征包括机舱、发电机、机舱旋转体、飞轮旋转体、飞轮偏航绕组、偏航锁存绕组、飞轮耦合轴、飞轮耦合绕组、悬浮锁存绕组、飞轮悬浮绕组、混合塔架、以及变流器单元，完成风力发电、飞轮驱动偏航以及飞轮储能；所述机舱前端设置风机桨叶，桨叶经水平传动轴、变速齿轮组、飞轮耦合轴，分别与发电机和飞轮旋转体耦合，驱动发电机发电和飞轮能量转化；所述机舱旋转体为圆盘状结构，上端和机舱底部刚性联接，下端设置T型圆环带导轨，与设置在混合塔架上T型槽一起，引导机舱旋转，限制机舱俯仰，并由球形滚珠和飞轮耦合轴耦合；所述飞轮旋转体内置飞轮偏航绕组，外型为盘式旋转结构，上下两端各配置一个圆柱型联结轴，上圆柱型联结轴内置圆柱型凹槽以及飞轮耦合绕组，为飞轮耦合轴提供上下运动空间，完成飞轮旋转体和飞轮耦合轴的机械联结，下圆柱形联结轴内嵌在混合塔架中心凹槽内，下端设置有被动悬浮装置；所述飞轮偏航绕组内嵌在飞轮旋转体内，为星型联结的三相交流绕组，与飞轮悬浮绕组产生的励磁磁场合作，产生电磁力矩驱动机舱偏航迎风、侧偏保护以及储能；所述偏航锁存绕组为4个电磁绕组，正交设置在机舱旋转体的内侧圆环中，上电制动时将机舱旋转体和飞轮旋转体耦合一体，驱动机舱偏航；所述飞轮耦合绕组为4个电磁绕组，正交设置在飞轮旋转体上圆柱型联结轴内，上电将飞轮旋转体和飞轮耦合轴机械联结，实现飞轮储能和发电机机械冲击平抑；

所述飞轮悬浮绕组设置在混合塔架上端，共有8个按照N/S顺序排列的直流励磁绕组组成，产生飞轮旋转体气隙磁场，支撑飞轮旋转体悬浮和旋转，驱动机舱偏航；

所述变流器单元包括机侧变流器、网侧变流器、BUCK‑BOOST变流器、飞轮悬浮变流器、飞轮锁存变流器、飞轮储能变流器、偏航锁存变流器以及DSP28035主控单元；所述机侧变流器为水平轴发电机的整流单元，采用SVPWM调制方法，并以风能捕获优化转速为控制目标，优化输出发电机转矩电流，调节变流器占空比，捕获最大风能；所述网侧变流器为双向PWM变流器，控制变流器占空比，保持直流母线电压恒定；所述飞轮悬浮变流器为H桥拓扑结构，与飞轮悬浮绕组直流联接，根据工作方式不同的悬浮高度参考，调节占空比和方向，改变飞轮旋转体悬浮高度；所述飞轮储能变流器和飞轮偏航绕组直接联结，存在整流和逆变两种模式，逆变模式为飞轮偏航绕组提供三相交流电能，产生电磁转矩驱动飞轮旋转体和机舱偏航，整流模式将飞轮高速旋转储存的能量转化成的三相交流电能，整流后，经BUCK‑BOOST变流器升压，汇流至网侧变流器直流母线侧；所述飞轮锁存变流器为H桥拓扑结构，与飞轮耦合绕组相连，提供直流电流和电磁吸力，控制飞轮旋转体与风机传动轴耦合，实施飞轮驱动偏航和飞轮储能发电的工作模式改变；所述偏航锁存变流器为H桥拓扑结构，与偏航锁存绕组相连，提供直流电流和电磁吸力，控制飞轮旋转体和机舱旋转体的机械耦合；

所述风力磁悬浮飞轮辅助发电系统包括飞轮驱动偏航发电模式、飞轮储能发电模式以及停机模式三种工作模式；

飞轮驱动偏航发电模式：

飞轮悬浮绕组上电，产生电磁吸力将飞轮旋转体悬浮，进而驱动机舱上升至偏航悬浮高度，此时飞轮偏航绕组上电产生偏航电磁转矩，驱动机舱偏航迎风，偏航结束后，减小电磁吸力将飞轮旋转体悬浮降落至飞轮储能悬浮高度，机舱降落至混合塔架上，此时飞轮偏航绕组在悬浮励磁电流作用下，将波动风能转化电能，减小发电机轴机械冲击，包括飞轮驱动迎风状态和飞轮冲击平抑状态；

飞轮驱动迎风状态，飞轮悬浮变流器向飞轮悬浮绕组通电，飞轮耦合绕组掉电，悬浮电流根据飞轮旋转体上安装的气隙传感器动态调整，在飞轮旋转体和混合塔架之间产生电磁吸力，驱动飞轮旋转体悬浮，机舱旋转体在飞轮旋转体驱动下，悬浮高度逐步提升，直至达到δref1，此时飞轮驱动机舱悬浮过程结束；偏航锁存绕组上电，使机舱旋转体和飞轮旋转体成为一体，此时BUCK‑BOOST变流器将发电机机侧变流器后直流母线电压降压，并经飞轮储能变流器逆变，为飞轮偏航绕组提供交流电，在飞轮悬浮绕组励磁作用下，产生电磁转矩，驱动飞轮旋转体和机舱，主动偏航对风；

飞轮冲击平抑状态，悬浮绕组电流缓慢增大，飞轮旋转体悬浮高度降低，机舱旋转体首先降落至混合塔架，机舱重力完全由混合塔架支撑，此时飞轮旋转体继续悬浮下降，直至达到δref2，飞轮耦合绕组上电，飞轮旋转体和飞轮耦合轴刚性耦合，风机桨叶波动功率经由变速齿轮组，由飞轮旋转体机械平抑，同时飞轮偏航绕组在悬浮磁场作用下，产生电能馈入直流母线；

飞轮储能风力发电模式：

当风速v超过额定风速vn以后，正面迎风时风能功率Pw超过发电机额定功率PGN时，为确保发电机安全，多余的Pw‑PGN功率，由飞轮旋转体转化成电能，系统进入飞轮储能状态，当飞轮转化功率Pf> Pfmax时，系统进入飞轮驱动侧风状态，确保发电机恒功率输出；

当Pw< PGN+ Pfmax 时，系统工作在飞轮储能状态，飞轮悬浮变流器向飞轮悬浮绕组通电，悬浮电流根据飞轮旋转体上安装的气隙传感器动态调整悬浮气隙磁场强度，将飞轮旋转体平滑悬浮至δref2处，此时飞轮耦合绕组上电，将风机传动轴与飞轮锁为一体，飞轮旋转体在风机传动轴驱动下，切割飞轮悬浮磁场，飞轮偏航绕组产生三相电流，经由飞轮储能变流器,整流输出，并以PGN为目标，调控飞轮储能变流器的占空比，改变飞轮旋转体电磁转矩，实现飞轮旋转体高效储能，并经BUCK‑BOOST变流器升压和发电机直流母线耦合；

当Pw> PGmax+ Pfmax时，系统进入至飞轮驱动侧风状态，飞轮悬浮变流器向飞轮悬浮绕组通电，飞轮耦合绕组掉电，悬浮电流根据飞轮旋转体上安装的气隙传感器动态调整，在飞轮旋转体和混合塔架之间产生电磁吸力，驱动飞轮旋转体悬浮，机舱旋转体在飞轮旋转体驱动下，悬浮高度逐步提升，直至达到δref1，此时，偏航锁存绕组上电，使机舱旋转体和飞轮旋转体成为一体，此时BUCK‑BOOST变流器将发电机机侧变流器后直流母线电压降压，并经飞轮储能变流器逆变，为飞轮偏航绕组提供交流电，在飞轮悬浮绕组励磁作用下，产生电磁转矩，驱动飞轮旋转体和机舱，偏航侧风，确保发电机输出功率恒定为PGN；

风轮发电停机模式：

当风速不在[vcutin, vcutout]范围内，为确保风电系统安全，将风电系统切出电网，整体发电系统停机，飞轮悬浮变流器调控飞轮悬浮绕组电流，促使飞轮旋转体以及机舱悬浮降落，飞轮耦合绕组掉电，解除了风机桨叶和发电机和飞轮旋转体之间的机械耦合，随着飞轮旋转体的下降，机舱逐步降落至混合塔架上；

其中，δref1为机舱偏航悬浮气隙参考，δref2为飞轮储能悬浮气隙参考，PG为发电机输出功率，PGmax为发电机最大输出功率，Pfmax 为最大飞轮转化功率，vcutin为风机切入风速，vcutout为风机切出风速。