随着环境的恶化以及能源的日益匮乏,新型清洁能源的开发和利用成为各国政府和专家学者关注的焦点。其中,风能的开发利用以其独特的优势脱颖而出,并取得了快速发展。风力发电控制器是风力发电机组的核心部件,其性能高低直接关系到风电机组的优劣,有效且可靠的风电机组控制器的测试方法十分关键。单纯的数学仿真的非实时性,以及有些实际系统的复杂的特性比较难以在计算机中呈现,因此,可以通过在数字仿真系统中部分的引入硬件,从而构成了半实物仿真系统。本文设计并实现了一种基于xPC技术的风力发电半实物仿真平台。该半实物仿真平台不仅大大减少了控制器验证的成本的支出,而且还可以根据实际情况灵活地调整风力发电系统模型以及风况环境。　　 本文提出了风力发电控制器的V模式开发流程,风力发电半实物仿真是V型开发模式的一个重要环节,因此构建基于xPC技术的风力发电半实物仿真平台极其必要。目标机主板插槽中的数据采集卡将实物形态的风力发电控制器与风力发电系统模型连接起来,搭建出用于风力发电控制器测试的半实物仿真平台。在仿真测试完毕后,可以达到控制器和风力发电系统之间的“垂直安装”或“垂直集成”,从而大大缩短了控制器验证的时间和成本。　　 根据风力发电系统最大风能跟踪的控制目标,提出了风力发电系统的结构,分析了包括风力机、永磁同步发电机、PWM变换器以及光电式位置传感器等在内的数学模型,并由此建立了其仿真模型。　　 讨论了风力发电半实物仿真平台的硬件系统,首先对半实物仿真平台的数据采集卡进行了选择,依据xPC的设备驱动编写流程以及数据采集卡的板卡信息,进行了半实物仿真平台的模拟量输出和数字量输入输出的数据采集卡驱动程序的编写。最后对主控制器的DSP微处理器进行了介绍,并对信号调理电路板的电流检测电路、风速检测电路、转子位置角检测电路等电路进行了设计。　　 设计了本半实物仿真平台的人机界面,包括虚拟风力机图形界面和人机控制界面。虚拟风力机图形界面是基于虚拟现实技术与xPC技术的结合,它可以动态地模拟出风力机的运行情况。利用VC++开发出基于对话框的人机控制界面程序,此程序通过调用xPC的API函数完成相应的平台控制以及数据的显示,增强了风力发电半实物仿真平台的易操作性和可移植性。　　 以最佳叶尖速比法作为最大风能跟踪的控制策略,在Matlab／Simulink环境下,建立了风力发电系统的仿真模型,进行仿真分析,仿真验证了控制方法的可行性。然后用风力发电控制器取代控制系统模型构建半实物仿真平台实验系统,实验结果验证了风力发电控制器优越的性能以及最大风能跟踪控制算法的正确性。所作工作表明,利用半实物仿真平台进行的风力发电控制器研发简单可行。