随着能源需求的不断增大,不可再生能源的不断减少,对可再生能源的开发已经成为各国可持续发展的重要内容。风电由于技术成熟得到了广泛应用,随着风力发电并网容量不断增加,风力发电系统与电网间的相互影响也越变越大,因此,如何提高风电系统的低电压穿越能力的研究,具有重要意义。首先,本文介绍永磁直驱风电系统的组成、工作原理、数学模型,并网存在输出功率波动大和低电压穿越能力不足的问题。分析蓄电池、超级电容储能元件的工作特性,利用各储能元件的优点,在永磁直驱风电系统直流侧并联混合储能装置,能有效提高风电系统的并网运行稳定性和低电压穿越能力。其次,依据各储能装置的充放电特性,制定了超级电容优先充放电,当超级电容充放电容量不足时,再令蓄电池进行充放电的混合储能装置实时控制策略,并设置充放电限制功率,克服过充过放和充放电功率过大对储能装置的危害,延长了储能装置的使用寿命。在电网正常运行时,提高风电系统并网功率的平滑程度;在电网电压跌落时,采用了综合的网侧变流器控制方式,风电系统向电网提供无功功率,以加快电网电压的恢复速度,帮助提高风电机组的低电压穿越能力。然后,采用机会约束规划的容量配置方法,并通过改进的粒子群算法对混合储能成本进行寻优分析,使得储能成本和电能质量在满足最优的约束条件下确定蓄电池、超级电容的容量配置,具有良好的实用性和经济性。最后,研究混合储能的低电压穿越保护措施,改进了网侧变流器的控制方式,并制定了永磁直驱风电系统混合储能的综合保护方案。在Matlab/Simulink中搭建完整的系统仿真模型,并进行仿真研究。仿真结果表明,永磁直驱风电系统在直流侧并联混合储能系统,能有效调节电网需求功率和平滑风电功率波动,提高低电压穿越能力。