为应对当前日益严峻的电网供需平衡问题,国家对抽水蓄能电站进行了大力发展。抽水蓄能电站具有出色的调峰填谷功能,能够缓解电网用电负荷的巨大波动,在用电高峰期还能增强电网供电能力,在电力系统中起着举足轻重的作用。为实现调节电网负荷大小的功能,抽水蓄能发电厂的机组必须在汽轮机工作状态和发电机工况之间切换。励磁同步电机作为抽水蓄能电站的核心部件,具有容量大,惯性大的特点,实现抽水蓄能电站励磁同步电机的平稳快速起动一直以来都是研究的重点方向。本文分析了以晶闸管为被控元件的整流、逆变电路工作原理,基于半实物仿真技术,搭建硬件在环测试系统进行了励磁同步电机静止变频起动仿真研究,通过硬件电路设计构建快速控制原型系统,进一步验证了励磁同步电机的静止变频起动控制策略的实用性。在硬件在环测试系统研究中,基于抽水蓄能电站的基本结构,构建了硬件在环测试系统架构,基于模型仿真的思想,搭建了五阶励磁同步电机模型,设计了抽水蓄能电站的模型电路,结合相应的同期控制模型以及模型电路与静止变频控制器进行信号交互的电路模型,最终实现了对抽水蓄能电站的仿真建模。基于构建的硬件在环测试系统仿真模型,结合实际电站的机组参数,分别在不同转速情况下对电机模型的转子位置检测方法进行了仿真实验研究。最后通过对励磁同步电机模型的静止变频起动实验,监测了控制脉冲波形、母线电流波形、定子电压波形、定子电流波形以及转速变化波形的变化情况,为后续的快速控制原型实验奠定了基础。在快速控制原型系统设计实现研究中,采用电路设计和模型设计相结合的方式,基于硬件在环测试系统结构框架设计了相应的系统结构,采用模块化的设计思想,分别设计实现了功率电路、驱动电路、采样电路、信号调理和模数转换电路以及电源电路。根据快速控制原型系统结构设计了相应的算法模型,并通过编译下载至Speedgoat中作为系统的控制器。基于快速控制原型系统,分别进行了电阻负载整流实验、电阻负载逆变实验以及励磁同步电机的静止变频起动实验。根据检测的实验结果,验证了快速控制原型系统算法模型的可靠性以及设计实现的硬件电路的实用性,达成了系统设计的目标。