对多电平变流器中的中点电位不平衡机理进行分析，提出一种能有效抑制中点电位偏移的控制算法。利用Matlab／Simulink仿真软件构建了风力机模型、多电平PWM整流器模型、具有抑制中点电位不平衡控制的多电平逆变器模式，建立了完整的背靠背直驱型风力发电系统。通过仿真分析，验证了所提出抑制中点电位偏移控制策略的实用性和可行性，多电平变流器中点电位偏移问题被有效抑制，并且在低开关频率条件下，具有输出谐波含量低、输出波形好的特性，适合应用于高压大功率风力发电系统。

为了建立风力发电系统并网统一模型,表征风力发电系统的物理结构,以功率键合图建模理论为基础,建立风力发电系统的功率键合图全局模型。首先,简单介绍了功率键合图的状态变量、标准元件和功率键等基本概念。然后,建立风力发电系统的功率键合图全局模型,包括空气动力系统模型、机械传动系统模型、发电机模型、功率变换器模型和电网模型。最后,基于20-sim仿真平台,结合风力发电系统的实际参数,在假设风速输入下,验证该模型可如实描述风力发电系统的动态特性。在实际风速输入情况下,将模型的输出功率、转矩与实际风力发电系统输出功率、转矩进行对比,进一步验证了模型的正确性和适用性。

传动系统是风电机组承受载荷的关键部件,其工作特性是检验系统安全性、稳定性和可靠性等性能的重要依据。在变风向和变载荷的情况下,风电机组传动系统性能变得极其复杂。为了提高风电机组传动系统的稳定性与可靠性,需要对其传动系统进行模拟试验。设计了风电机组传动链的测试平台,根据风载大小设计液压加载系统。以单缸液压系统为例,详细计算了液压系统中各个参数,根据参数对单缸液压系统进行简单分析,并通过Matlab/Simulink对液压加载系统进行载荷仿真。

以双馈风力发电机组为例，采用面向物理对象的建模方法，基于Modelica语言的仿真软件MWorks搭建了双馈风力发电系统的仿真模型，得到发电机功率、发电机转子转速、发电机电磁转矩、风力机转速、发电机输出电压和输出电流等重要参数曲线，为风力发电机的研究提供了模型基础。

对风力发电系统的建模与仿真研究,是理解风力发电系统原理、优化风电机组的设计、制造及运行的关键环节。文中把面向物理对象的建模方法引入复杂的、涉及多领域、多学科的风力发电系统仿真建模,以定速风力发电机组为例,采用基于Modelica语言的仿真软件MWorks搭建了定速风力发电机系统的仿真模型库,并进行了仿真研究,得到发电机功率、发电机转子转速、发电机电磁转矩、风力机转速、发电机输出电压和输出电流等重要参数曲线。