对化石能源的过度开发和使用所导致的能源紧缺和环境污染问题是当今人类社会面临的巨大挑战。风能不仅储量十分巨大,而且具有清洁无污染的优点,已经成为各个国家新能源发展的最优选择。通过直流母线连接的风力发电系统以直流电能的形式进行输出,无需考虑频率等问题,而且控制结构与传统的交流电网相比更简单。故可以通过采用该系统结构在提高用电质量的同时降低系统的运行损耗,还可以通过结合制氢负载来解决弃风问题。本文面向制氢负载的永磁直驱风机系统由永磁直驱风电单元、锂电池储能单元和制氢负载单元组成。首先,经过对制氢负载的特性研究可知,提高制氢负载电解槽的输入功率可间接提高其输入电流而提高负载制氢的效率。然后,对永磁直驱风电单元提出一种改进的登山搜索MPPT控制方法,能够使系统在无需精确测得风速时实现准确地MPPT控制,达到跟踪速度快和高稳态精度的预期效果。同时,对永磁直驱风电单元的机侧PWM变换器采用电流转速控制,对永磁直驱风电单元的网侧PWM逆变器采用基于电网电压的定向矢量控制。然后,为了能够平抑风力发电输出功率的波动,维持电能的不间断供应和直流母线电压的稳定,本文也研究了锂电池储能系统的充放电控制方法。在对几种锂电池的充放电控制方法的优缺点进行对比后,采用恒压限流的充放电控制方法对锂电池进行研究。最后,在Matlab中建立面向制氢负载的永磁直驱风机系统在风电离网制氢运行时的仿真模型。综合考虑制氢负载和发电单元的容量大小,设置了风电离网制氢系统的整体性能指标。根据永磁直驱风电单元和锂电池的充放电状态,在风电离网制氢运行方式下可将系统分成4种工作模式。仿真结果表明,组成系统的各部分都能满足系统在不同的工作模式下的运行要求,实现了安全稳定高效制氢和系统的稳定运行。