在众多可再生能源技术中，风电技术以绿色环保的优势发展迅速，但我国目前的控制系统通常是和风机设备一起从国外引进，其通用性和兼容性较差，所以对风力发电控制系统的研究显得尤为重要。通过阅读大量国内外文献和研究认为永磁同步发电机组具有结构简单、低价高效、可靠性高等优点是当下的热门机型，因此其在风力发电行业市场上占有了越来越多的份额，本文就以该机型为基础进行中央控制系统的创新设计。中央控制系统是整个风机控制系统的核心，它与风机的每个部件、每个系统都有密切的联系，其主要任务就是确保风机能准确控制、安全稳定的运行。风机大多数都在自然环境恶劣的地方工作、且无人看管，这就对中央控制系的可靠性和实用性提出了挑战，从目前的情况来看，现有的中央控制系统还没有完全实现这一目标，本文以提高中央控制系统的可靠性和实用性为出发点，主要完成主控制器的研究设计，并在实验硬件平台上实现，验证设计的可靠性和实用性。首先对风力发电机组控制系统的控制原理和系统结构进行说明，以风力发电机组的拓扑结构的确定为基础，制定了中央控制系统总体设计方案。根据风速和转速在不同情况下的变化，划分风机运行区域，进行区域控制管理，根据具体情况，确定中央控制系统的职能，制定出整个中央控制系统的控制策略。其次，根据总体设计方案和整个中央控制系统的控制策略，在MATLAB仿真软件Simulink环境下，对直驱型风力发电机组控制系统进行了一系列的建模分析，验证控制策略的可行性；研究最大风能捕获过程，通过仿真分析对比不同的方法，得出本系统的最大功率点跟踪算法。再次，对1.5兆瓦的直驱型风力发电机组中央控制系统的主控制器进行硬件及控制软件设计，给出了主控制器的控制框图和程序流程图；由于主控制器的控制任务和工作环境对硬件性能要求非常高，因此选用风机专用的巴赫曼PLC作为主控制器，并配合上位机显示控制功能实现硬件平台搭建。最后，在中央控制系统的硬件实验平台上，对风机中央控制系统主控制器进行了小功率原理性实验，对主控制器进行验证分析，建立主控制器与中央控制系统其他模块的通信控制，完成了小功率发电，实现了对风力发电机组发电过程的平稳控制，证明了中央控制系统的可靠性和实用性，达到了设计的目标。