本发明提供一种直驱风机虚拟同步发电系统，包括：系统由新能源并网系统和变流器控制单元组成，变流器控制单元机侧变流器控制单元、网侧变流器控制单元和直流储能变换器控制单元。本发明通过机侧变流器控制单元、直流储能变换器控制单元调节直流母线电压，通过网侧变流器控制单元实现最大风能跟踪，网侧变流器控制单元对外展示的虚拟惯性由风轮惯性、中间直流环节惯性、直流储能惯性组成，在实现最大功率点跟踪的同时能够辅助电网调压、调频，能够呈现类似传统电机惯性，提高电网系统的稳定性。