风机系统常工作于偏远地区,恶劣环境使得并网变流器故障多发。而变流器作为风力发电系统网侧和机侧的能量交换环节,对于系统的稳定运行至关重要。因此,搭建能够实现风电并网变流器故障模拟的实验平台,对深入分析变流器故障特性以及设计新型故障诊断方法具有重要意义。本文依托实验室国家自然科学基金面上项目《风电并网变流器故障特征提取及诊断技术研究》,设计并开发了一套2.5KW风电并网变流器故障模拟实验平台。本文在设计与实现该故障模拟平台过程中,主要完成了如下工作:首先对并网变流器基本概念及其发展现状进行了分析,然后对并网变流器故障诊断方法进行了归类总结,确定了该并网变流器故障模拟实现平台需要实现的故障模拟类型以及故障信号类型,完成了平台设计的前期需求分析,并确定以发展潜力更大的永磁直驱式风电系统为研究对象。然后对永磁直驱式风力发电系统进行了数学建模与控制策略仿真分析,并利用Matlab的Simulink平台,搭建了额定功率为2.5KW永磁直驱式风力发电系统仿真模型,仿真结果表明建立的数学模型及控制策略的合理性。最后,根据前期系统需求分析及理论建模,搭建了一套小型风电并网变流器故障模拟实验平台。该故障模拟平台,利用变频器驱动异步电机以模拟风机转矩输入;利用具有快速运算及存储性能的TMS320F28335控制器实现机侧与网侧双闭环控制;利用多路接触器组以及软关断方法实现不同类型并网变流器的故障注入;最后利用基于FPGA的多通道采样板实现各类特征信号的快速采集与存储。