随着风电的迅速发展,风机的低电压穿越问题也愈发严重。直驱式风机具有效率高、转速低、功率因数高率等优点,同时与电网之间通过背靠背变流器连接,相比双馈式风机有着更优秀的低电压穿越能力。目前,直驱风机主要的低电压穿越解决方法是加装储能装置。超级电容器具有较高的充放电效率、较大的功率密度、较长的循环寿命、良好的高低温性能,能够保障风电机组的稳定运行时间、提高风电机组的稳定的功率输出能力。本文以直驱风机为研究对象,结合超级电容工作特性,设计了双向DC-DC电路的超级电容充放电控制系统,实现了直驱风机的低电压穿越。面向实际的超级电容和直驱风机,结合具体设备的运行参数,在SIMULINK环境中进行对应设备建模,搭建了完整的直驱风机发电系统。在Crowbar保护电路的基础上,提出了基于超级电容储能装置的低电压穿越技术方案,以及超级电容的充放电控制策略。以双向DC-DC电路作为控制系统,采用LLC半桥谐振电路实现电气隔离。在SIMULINK中进行控制电路的建模,并针对不同故障情况进行了仿真验证。在MATLAB-DSP集成设计技术的基础上进行改进,提出了SIMULINK-DSP集成设计技术,实现SIMULINK模型向DSP代码的直接转化。针对生成代码效率低下的问题,提出了几种代码优化措施,并针对超级电容充放电控制系统的DSP芯片进行了代码优化。最后在实验室中对设计完成的超级电容充放电控制系统进行了物理试验,验证了超级电容充放电控制系统对提高直驱风机低电压穿越能力的有效性。