随着风电产业的日益发展和规模的扩大,对风电技术的研究已成为重点。本文通过对风资源及大型风电机组的风轮、机械传动部分、发电机等系统进行模拟实验,从而解决了兆瓦级风力发电机存在的现场采集数据困难、实验研究受局限等问题,达到了方便研究和教学的目的。本文首先针对大型风电机组运行仿真过程中的风资源需求问题,研究了自由风、实测风、湍流风这三类风资源的建模方法,分别通过人工给定离散风数据点的拟合、风场采样数据的拟合及冯卡门模型等方法,并利用计算机图形手段对上述三类风模型进行了实时可视化模拟;其次运用流体力学的知识分析自由流场中风轮的空气动力特性和风轮对风能的吸收利用率,建立了风轮在实际运行时的输出功率和转矩的数学模型,并编制程序;最后运用矢量控制原理,控制异步电机的转矩,利用变频调速来控制异步电机的转速,模拟在已建立的风资源下风轮的输出特性,代替风轮拖动双馈异步发电机进行发电,完成了大型风力发电机在实际运行情况下的发电过程。实验系统采用VC++6.0为上位机软件部分的开发环境,利用变频器、数据通讯卡等实现上位机与下位机之间的数据传输,运用异步电机、双馈发电机等硬件搭建下位机。系统通过上位机界面选定风模型,设置相关参数,然后由下位机进行响应,最后将风速视图、风向视图、风轮转速视图、风轮转矩视图、输出功率视图、变桨偏航视图等以曲线的形式在可视化界面上显示出来。并以沈阳工业大学研制的SUT1500型风电机为研究对象,分析了其在自由风资源下的运行情况。实验结果证明了该系统的实用性和有效性,能够满足风电机组运行仿真研究与教学的要求。