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新能源的研究和开发是当今社会的一个重要的研究课题。风能作为一种清洁无污染的可再生能源,其开发和利用的前景非常广阔。为了更方便地研究风力发电技术,本文受国家自然科学基金项目[编号:51375433]的资助,对风力发电模拟系统进行了研究和仿真。本文对Kaimal风速模型和四分量复合风速模型进行了分析和建模,对Kaimal风速模型进行了仿真。建立了风力机模型,对最大风能捕获方法进行了探讨,分析了叶尖速比及桨距角对风能利用系数的影响。对风力机输出轴、变速箱和发电机输入轴组成的机械模块进行了机械传动特性分析。分析了风力机的四个运行区域,即启动区、风能利用系数恒定区、转速恒定区和功率恒定区。理论分析为风力发电模拟系统的仿真和实验奠定了基础。对三相异步电机的矢量控制技术进行了分析。利用坐标变换建立了三相异步电动机在两相静止坐标系和两相旋转坐标系中的数学模型;分析了多电机调速系统中的共直流母线技术,建立了共直流母线控制系统架构;分析了矢量控制技术的转速控制模式和转矩控制模式,并基于simulink对三相异步电机的矢量控制技术进行了仿真,为风力发电模拟系统仿真和实验提供了电机的控制方法。基于simulink的SimpowerSystem电力系统仿真试验平台搭建了风力发电系统的仿真模型。本文建立了一种并网型风力发电系统的仿真模型,介绍了该仿真模型的组成部分,重点介绍了凤力发电机组模块的组成部分,包含风力机模块、传动链模块、发电机模块、AC-DC-AC转换模块等。使用恒定输入风速对仿真模型的瞬态启动过程和稳态过程进行了仿真实验,验证了该仿真模型的有效性。本文建立了风力发电模拟试验台,包括机械系统、测控系统和软件系统三部分。进行了矢量控制技术下异步电机的性能测试,分别进行了恒定负载下加减速运行测试、正弦负载下匀速运行测试和正弦负载下加减速运行测试。最后分别使用恒定风速、正弦风速、抛物线风速和随机风速作为输入,对风力发电模拟系统进行了实验,证明了该风力发电模拟系统的有效性。