一、系统概述

模拟风力发电系统有两种类型。

1. 交流励磁双馈风力发电系统

2. 永磁直驱风力发电系统

在实验室采用模拟技术搭建的，分别用于模拟变速恒频的交流励磁双馈风力发电机的风力发电系统和模拟变速恒频永磁直驱风力发电机的风力发电系统，供教学和科研使用。

它们均由风电场及风力机模拟控制装置、风力发电机机组及其控制装置三大部分组成。可以实现对风电场、风力机和风力发电机及其控制系统的模拟，为风电技术的研究，尤其为风力发电机及其控制技术、并网技术、低电压穿越控制技术、最大风电功率追踪技术、抑制风电功率波动的储能及其控制技术等研究，提供了十分便利的研究平台。

二、控制屏介绍

（一）风力机特性模拟控制屏

双馈和直驱型通用，用于控制模拟风力机的原动机。主要由直流电动机、晶闸管可控整流器和MFD-05A型风力机特性仿真控制器等部分构成。能在实验室模拟风场和风力机特性，实现在不同风速下功率—特性的模拟，方便了实验室对风力发电系统的研究，可以用于风力发电系统及其部件的研制和测试，也可以用于风力发电规律的探索和研究。具有以下功能： 

1．风力机功率特性曲线； 

2．四种风速模拟：恒定风速、斜坡风、阵风、组合风。 

（二）双馈风机励磁控制屏

主要由MLC-5A转子侧微机励磁控制器、MLC-5B电网侧微机并网控制器、变频器、励磁变压器、测量仪表、控制开关等设备组成。

绕线式异步电机作为双馈发电机，双馈发电机的定子直接与工频电网相连，而转子则通过能量可以双向流动的背靠背双SPWM变换器（电网侧变换器和转子侧变换器）组成的交直交系统和电网相连。其功能是

1．自动判断进入起动状态； 

2．双馈发电机的空载并网； 

3．风电发电机组的并网运行：超同步和亚同步运行状态的实现，以及两种状态的平滑过渡； 

4．最大风能追踪（MPPT）的实现； 

5．风电系统的独立运行。

（三）直驱风机全功率变换器控制屏

主要由MDD-5A电机侧微机励磁控制器、MDD-5B电网侧微机并网控制器、变频器、测量仪表、控制开关等设备组成。

发电机的转子为永磁转子，随风力机同轴旋转。发电机定子绕组则通过背靠背的双SPWM变流器、电抗器与电网相联。背靠背的双SPWM变换器的控制，分别由基于DSP 28335的电机侧控制器和电网侧控制器实现。其功能是

（1）自动判断进入起动状态或从电网退出； 

（2）低电压穿越技术的实现； 

（3）最大风能追踪（MPPT）的实现； 

（4）风电系统的独立运行。

三、上位机监控系统

风电监控上位机软件是和风电试验系统配套的基于Windows XP/Win7平台的上位机监控软件，通过RS485接口和风机控制器以及风力机控制器进行通讯，实现风机控制器和风力机控制器工作状态监视、控制等操作，以图形化的形式反映风电试验系统的工作状态，清晰看到系统主接线图及各测量量的测量点，界面友好，便于使用。方便实验人员更好的进行风电试验研究可以在上位机上实现对整个平台的远程监控及风速模型的切换。

四、系统可以完成的实验项目

（一）双馈风力发电系统

（二）直驱风力发电系统