半实物仿真技术具有实时性、真实性、研究效果好等优点成为继离线式仿真之后风力发电技术领域研究的重要手段。目前,对于我国风力发电产业,其核心技术包括主控、变桨、变流器等都依赖于进口,国内极需尽快发展风电技术的自主知识产权。因此,本文围绕风力发电技术在实验室条件下设计并搭建了一套风力发电半实物仿真平台以供风力发电技术开发与研究,并在此平台上对风机主控系统进行理论研究与分析探讨,通过实验验证了理论研究成果的正确性。首先,本文从理论上研究了风速和风轮的空气动力学模型,建立了以稳态风、渐变风、阵风和混合风为基准的二参数威布尔分布风速模型,基本与Blade软件生成的风速模型符合,并根据风轮的空气动力学对风力机建立了数学模型;研究了4种动态风速下的风机最大功率追逐策略,对比分析了这4种方法的优缺点以及额定风速上风机的恒功率输出控制策略;介绍了风机的分层递阶系统的控制结构,对风机主控系统进行了综合分析以及控制策略的理论研究。其次,为了在实验室条件下提供一个良好可靠真实的风电技术研究开发平台,本文根据风机相关理论设计并搭建了风力发电半实物仿真平台,模拟2MW风力机。作为对理论研究进行实验验证,本文基于dSPACE开发了一套风机主控程序算法,在风力发电半实物仿真平台上进行了实验,实验结果既证明了风电半实物仿真平台设计的合理性与可行性,又对风机主控程序的正确性进行了验证。