随着社会经济和科技的不断快速发展,巨大的能源消耗造成了化石能源面临枯竭和环境严重污染等问题。风能作为一种可再生和无污染的新能源有着巨大的发展潜力。目前,人们对风能的利用已经逐步由陆上转移到海上,如何建设大型海上多机组直流串联型风电场成为了许多国家都研究的热点问题。在多机组直流串联型风电场中,弃风现象的存在降低了风能利用率。本文以直驱永磁同步发电机为基础,分析了多机组直流串联型风电场中弃风存在的原理,以构建不产生弃风现象的多机组直流串联风机风电场的并网系统为目标,提出了一种新的含分流电路的多机组直流串联风机并网系统的拓扑结构,分流电路由两个功率开关管和一个电感构成,分析了分流电路的工作和控制原理,解决了直流串联风电场中存在的弃风问题,并对该系统与传统的多机组直流串联风机并网系统进行了仿真对比分析验证,验证了该拓扑结构的正确性。文中首先概述了世界所处的能源环境,分析了当前风能利用技术的发展情况,介绍了当前主流的大型风力发电场的拓扑结构,并对多机组直流串联风机并网系统的优势进行了深入分析。然后分析了永磁同步发电机的数学模型,阐述了直流风机的概念。详细分析了传统的多机组直流串联风机风电场的拓扑结构和工作特性,研究了弃风产生的原理,介绍了减少弃风的已有方法。接着,提出了一种新的多机组直流串联风机并网系统的拓扑结构,该拓扑结构的风电场中含有分流电路,分流电路能消除弃风现象,提高风能转化后的利用率。所述的分流电路包括两个功率开关管串联组成的一个半桥电路以及一个电感,半桥电路的中点与电感相连;分流电路引出三个输出端,并联在两个相邻的直流风机上。最后本文对所提的含分流电路的多机组直流串联风机系统进行了 Matlab仿真实验,验证了分流电路的作用。研究了直流风机的投入,以及在风速不平衡条件下与传统的多机组直流串联系统进行了仿真对比分析。仿真研究表明了含分流电路的多机组直流串联风机并网系统能有效解决弃风问题。