风能是一种可再生能源,不仅缓解常规能源危机,同时也能降低环境污染,具有较好的经济性和社会效益,开发风电等清洁能源是必然选择。本文项目依托是华北电力大学“211工程”三期重点建设项目其子项目“风电机组物理实验平台”开发设计,目标是完成功率为11KW的双馈风电机组物理实验平台的研究与设计。本文从整体上研究分析了双馈风力发电机组的组成结构及运行控制系统,分析掌握了双馈风电机组的运行原理及风轮的能量转换过程。基于充足的理论研究提出了由上位机监控系统、PLC主控系统、模拟风轮系统、双馈发电机系统组成物理实验平台设计方案。首先,在实验室无风情况下,设计由上位机叶素理论风轮模型、PLC控制器、变频器和减速电机组成的模拟风轮系统,解决物理实验平台的动力来源问题。模拟风轮可以实现转速和转矩控制两种控制模式,可以仿真风轮在各种复杂风况下的输出转矩特性。其次,在基于双馈风电机组的传动链系统组成结构及发电机的结构原理等理论研究的基础上,提出物理实验平台传动链及发电机系统的设计方案和硬件选型。最后,采用罗克韦尔公司提出的三层网络组态方式构建了本文由以太网、控制网及设备网组成的物理实验平台控制系统网络,使用罗克韦尔RSLogix5000软件完成控制器控制程序编写,用RS View软件完成了模拟风轮监控界面及物理实验平台的主控界面的设计,基于PLC完成了物理实验平台的监控系统设计。