能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。常规能源以煤、石油、天然气为主,它不仅资源有限,而且造成了严重的大气污染。因此,对可再生能源的开发利用,特别是对风能的开发利用已受到世界各国的高度重视。将近年来人类所取得的高新科学技术应用于风力发电系统中,不断提高风能的变换效率和质量,具有十分重要的意义。风能资源属于自然现象,所以对风力资源的开发和利用具有许多不便的方面。本文的研究从两条思路出发,一是研究和开发便于风力发电系统实验研究的重要设备——模拟风车,用其驱动风力发电机,就可以在实验室随心所欲地进行风力发电系统的实验研究,而不受地域和气象条件的限制;二是应用先进的电力电子技术,研究开发高效的风能、电力变换回路以及将先进的控制技术应用到风力发电系统中,进一步提高风力发电的效率。本文首先研究了用于风力发电系统实验研究的模拟风力机,计算任意的风力机转速和风速下对应的风力机转矩,并以此为指令转矩控制直流电机,使其输出相应的转矩和转速来模拟风力机。并通过仿真实验得到了直流电动机模拟风力机响应曲线。本文接着阐述了变速恒频风力发电系统最大功率输出原理,分析对比了几种常见的风能跟踪算法,对爬山算法进行了着重研究,提出了新了爬山搜索算法应用与风力发电系统。最后用Simulink仿真工具建立了风力发电控制系统的仿真模型,包括了由仿真函数(S Function)实现的风力机最大功率点追踪MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制算法。验证对比了几种爬山算法的动态和稳态特性。