风力发电是解决环境污染和能源危机的重要途径，然而风能的随机性和间歇性以及风机自身特性导致风电系统输出有功功率产生波动，这将降低风电机组输出的电能质量，随着大规模的风电并网，波动功率对电网的安全稳定运行造成了许多不利影响，因此非常有必要采取合理的控制策略和优良的控制设备来提高风电并网的电能质量。本文在分析传统永磁直驱风力发电系统和飞轮储能系统运行特性和控制的基础上，深入研究了通过协调控制三个变换器的含飞轮储能的永磁直驱风电系统的功率平滑控制策略。　　 论文首先通过介绍新型储能系统在风力发电中的应用引出将飞轮单元应用于永磁直驱风电系统，介绍了飞轮单元的各部分协调工作原理并提出对适用于作为飞轮驱动装置的电机的要求，介绍了飞轮单元结构和飞轮系统参数设计。分析了永磁直驱同步风电系统的工作原理和数学模型并提出对其的控制策略，分别建立了组成系统的风力机模型、发电机的模型以及电网侧模型，根据系统各部分数学模型提出了永磁直驱风电系统控制策略，通过发电机侧变换器实现最大风能跟踪，通过电网侧变换器实现直流链电压稳定和有功、无功解耦的控制目标。分析了含飞轮单元的永磁直驱风电系统结构，建立了飞轮单元数学模型，提出了飞轮系统在正常状态和电机转速越限时的控制策略，并采用所提控制策略对飞轮系统进行仿真分析，其结果显示了所提策略达到控制要求的正确性和有效性。　　 为解决传统控制策略存在的缺点，提出了利用飞轮单元作为储能系统，实现在全风况范围内并网有功功率平滑输出控制。分别提出了基于平均功率和基于网侧有功功率滤波的含飞轮储能永磁直驱风力发电系统功率平滑控制策略。对系统进行仿真分析，并与无储能单元的永磁直驱风电系统进行对比分析，仿真结果表明所提控制策略在保证最优风能捕获的前提下可实现良好的系统输出功率平滑控制。对基于网侧有功功率滤波的含飞轮储能直驱永磁风电系统进行稳定性分析，分析结果表明在引入储能系统和新型控制策略下，整体系统保持稳定。　　 本文所做的研究工作，为含储能系统的永磁直驱同步风力发电系统功率平滑控制策略的设计提供了理论参考，为工程应用亦奠定了基础。