随着社会的发展，化石燃料短缺和环境污染等问题日益加剧，而可再生能源与大规模储能技术的出现对提高我国能源安全、调整能源结构和环境保护都具有重要的理论和实际意义。在各个不同的储能技术中，压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage, CAES)技术因具有容量大、工作时间长、寿命长以及良好的经济性等优势而一直广泛受到产学研各界的关注。传统的压缩空气储能系统在膨胀机与发电机之间加入齿轮箱，这种接入方式会导致较大的能量损失且维护成本较高，若能采用直驱型发电机则可有效避免这一问题。
　　本文首先总结归纳了三种可应用于压缩空气储能的发电并网方式，具体包括压缩空气储能接定速同步发电机、接双馈异步发电机以及接直驱同步发电机；分析了三种发电并网方式的潜在优势和面临的挑战，提出了一种采用永磁同步发电机与电子电力变压器(Electronic Power Transformer, EPT)的永磁直驱型压缩空气储能发电系统；该发电系统具有机械损耗小、控制灵活、发出电能质量高等优点。
　　接着，在建立的数学模型基础上，设计了永磁直驱型压缩空气储能发电系统的基本控制策略，并利用Matlab/Simulink对整个系统进行仿真设计和实验，仿真结果显示该系统输出电压稳定，可根据电网需求灵活选择在不同的运行方式下输出或吸收有功和无功功率，其功率可控性高，输出电能质量高，较传统并网方式具有显著优势。
　　最后，研究了永磁直驱型压缩空气储能发电系统的优化控制策略。提出了一种应用于压缩空气储能的最大功率追踪控制策略与算法，并对该算法进行仿真验证，其结果表明，在不同的进口压强下，使用最大功率追踪算法控制后，发电机的输出功率有明显提高。另外还提出了一种针对压缩空气储能系统最大效率追踪控制策略与算法，仿真结果表明，当电网需求功率变化时，压缩空气储能系统的输出功率可实时跟踪需求功率的变化，且可使膨胀机工作在最高效率点，能有效提升整个储能系统效率。