风力发电机组控制系统是实现机组的最大风能捕获、机组的协调控制、机组运行监控等的关键部件。在大型风力发电机组国产化的进程中,设计出优良的机组控制系统是风力发电系统的关键技术之一。论文以兆瓦级直驱式风力发电机组为基础,研究和设计了基于PAC的风力发电机组控制系统。论文首先介绍了变速恒频风力发电机组的结构特点和主要形式,分析了机组控制系统的功能要求。在此基础上,提出了基于PAC的风力发电机组控制系统的整体结构。该控制系统由可编程自动化控制器PAC及其扩展模块、传感器以及信号接口电路、系统执行机构、通讯接口电路和控制界面等几部分构成。最大风能捕获是风力发电系统控制技术研究的重要内容。论文介绍了基于功率反馈信号的最大风能捕获和基于爬山搜索算法的最大功率点跟踪控制策略,针对传统功率反馈信号控制和爬山搜索算法的不足,本文提出了一种基于模糊控制的最大功率点跟踪控制方法。该方法采用模糊控制算法,根据发电机转速增量变化的方向,自动调整发电机转速的变化,从而推断输出功率的变化。通过Matlab/Simulink仿真研究,验证了这种模糊控制策略的有效性。论文分析了机组控制系统的输入输出信号,构建了基于研华PAC ADAM-5550的系统硬件结构,设计了信号的接口转换电路和ADAM-5550模板的信号连接图,同时,根据控制器的具体要求,给出了ADAM-5550的基本配置。文章最后利用基于IEC61131-3标准、功能强大的应用程序开发软件KW-Multiprog设计了机组控制系统软件;采用MiniGUI软件,设计了机组控制系统的图形用户界面,以此建立友好的人机交互界面;为保证风力发电机组的安全运行,给出了整个机组控制系统的可靠性设计,以提高系统的可靠性。