风力发电技术是解决能源危机与环境污染的重要手段。而风力发电技术的研究和发展需要大量的实验探索与验证。但由于风力发电系统中风力机特殊结构以及环境、安全等条件限制,在实验室中很难对大型风力发电系统进行实际实验。风力机模拟实验平台,通过对实际风力机输出特性的模拟,可为风力发电系统并网变流器控制及其在微电网中输出特性的研究提供实验场所。因此,风力机特性模拟技术及其实验平台研制,是支撑风力发电系统研究的一项重要技术。本文主要针对应用广泛的水平三桨叶风力机,进行准确、合理的模拟技术研究,并在实验平台上验证。从风力机各部分结构入手,研究模拟所需的数学模型;分析风力机不同运行状态,提出科学合理的模拟策略;并为验证数学模型与模拟策略的正确性,研制了风力机模拟实验平台。本文的主要研究内容如下:(1)首先,建立了风力机模拟中所需的风速、风轮以及传动链数学模型,并为实际大功率风力机建立了比例风力机模型。(2)详细分析了风力机稳态、动态以及工作运行状态,并根据其特性提出模拟策略。针对风力机稳态特性的模拟,提出电动机转矩或转速输出的控制模拟策略。针对其动态特性,采用轴转矩反馈惯量补偿法进行控制模拟。对于风力机工作运行状态,主要进行最大功率跟踪运行的模拟。(3)研制了风力机模拟实验平台。根据风力机数学模型与模拟策略,采用Labview编写平台的监控系统。为提高平台人机交互性,开发了风力机三维显示模块。对监控系统的模拟控制指令,选用变频器控制三相异步电机对拖实现输出实际所需功率。针对控制指令与实际输出功率存在差值,提出用能量与控制差值补偿提高模拟准确性。并为提高系统实时性,设计了CANopen通讯。(4)实验验证本文提出的模拟策略和建立的模拟实验平台。并在原模拟平台基础上,扩展研发了动态加载功能,并进行了实验测试。