經過20年的發展風力發電系統已經從基礎單一的定槳距失速控制發展到全槳葉變距和變速恒頻控制，目前主要的兩種控制方法是：雙饋異步變槳變速恒頻控制方法和低速永磁同步變槳變速恒頻控制方法。
在講述風力發電控制系統之前，我們需要理解風力渦輪機輸出功率（W）（W）與風速和轉動速度的關系。
風力渦輪機特性：

1，風能運用系數Cp
風力渦輪從自然風能中吸取能量的大小程度用風能運用系數Cp表示：
P---風力渦輪實際獲取的軸功率（W）（W）
r ---空氣密度
S---風輪的掃風面積
V---上游風速
按照貝茲（Betz）課程課程理論可以推得風力渦輪機的課程課程理論大效率為：Cpmax=0.593。
2，葉尖速比l
為了表示風輪在不一樣風速中的狀態，用葉片的葉尖圓周速度與風速之比來衡量，稱為葉尖速比l。
n---風輪的轉動速度
w---風輪叫角頻率
R---風輪半徑
V---上游風速
在槳葉傾角b固定為小值條件下，輸出功率（W）（W）P/Pn與渦輪機轉動速度N/Nn的關系如圖1所示。從圖1中看，對應于每個風速的彎彎曲線，全部有一個大輸出功率（W）（W）點，風速越高，大值點對應得轉動速度越高。如故能隨風速改變改變轉動速度，使得在全部風速下全部作業于大作業點，則發出電能多，否則發電效能將降低。
渦輪機轉動速度、輸出功率（W）（W）還與槳葉傾角b有關，關系彎彎曲線見圖2 。圖中橫坐標為槳葉尖速度比，縱坐標為輸出功率（W）（W）系統Cp。在圖2 中，每個傾角對應于一條Cp=f(l)彎彎曲線，傾角越大，彎彎曲線越靠左下方。每條彎彎曲線全部有一個上升段和下降段，其中下降段是平穩作業段（若風速和傾角不變，受擾動后轉動速度多加，l加大，Cp減小，渦輪機輸出機械功率（W）（W）和轉矩減小，轉子減慢速度，返回平穩點。）它是作業區段。在作業區段中，傾角越大，l和Cp越小。
3，變速發電的控制
變速發電不是按照風速信號控制功率（W）（W）和轉動速度，而是按照轉動速度信號控制，因為風速信號擾動大，而轉動速度信號較平穩和準確（機組慣量大）。
三段控制要求：
低風速段Ｎ＜Ｎｎ，按輸出功率（W）（W）大功率（W）（W）要求實行變速控制。聯接不一樣風速下渦輪機功率（W）（W）－轉動速度彎彎曲線的大值點，得到ＰＴＡＲＧＥＴ＝ｆ（ｎ）關系，把ＰＴＡＲＧＥＴ作為變頻器的給定量，經過控制電動機的輸出力矩，使風力發電實際輸出功率（W）（W）Ｐ＝ＰＴＡＲＧＥＴ。圖３是風速改變時的調動速度過程示意圖。設開始作業與Ａ２點，風速增大至Ｖ２后，由于慣性影響，轉動速度還沒來得及改變，作業點從Ａ２移至Ａ１，這時渦輪機產生的機械功率（W）（W）大于電動機發出的電功率（W）（W），機組加快速度，沿對應于Ｖ２的彎彎曲線向Ａ３位移，后平穩于Ａ３點，風速減小至Ｖ３時的轉動速度下降過程也類似，將沿Ｂ２－Ｂ１－Ｂ３軌跡動作。
中風速段為過渡區段，電動機轉動速度已達規格限定值Ｎ＝Ｎｎ，而功率（W）（W）尚未達到規格限定值Ｐ＜Ｐｎ。傾角控制器投入作業，風速多加時，控制器限制轉動速度升，而功率（W）（W）則--風速多加上升，直至Ｐ＝Ｐｎ。
高風速段為功率（W）（W）和轉動速度均被限制區段Ｎ＝Ｎｎ／Ｐ＝Ｐｎ，風速多加時，轉動速度靠傾角控制器限制，功率（W）（W）靠變頻器限制（限制ＰＴＡＲＧＥＴ值）。
４，雙饋異步風力發電控制系統
雙饋異步風力發電系統的示意見圖４，繞線異步電動機的定子直接連接電網，轉子經四象限ＩＧＢＴ電壓（V）（V）型交－直－交變頻器接電網。
轉子電壓（V）（V）和頻率比例于電動機轉差率，--轉動速度改變而改變，變頻器把轉差頻率的轉差功率（W）（W）變為恒壓、恒頻（５０ＨＺ）的轉差功率（W）（W），送至電網。由圖４可知：
Ｐ＝ＰＳ－ＰＲ；ＰＲ＝ＳＰＳ；Ｐ＝（１－Ｓ）ＰＳ
Ｐ是送至電網總功率（W）（W）；ＰＳ和ＰＲ分別是定子和轉子功率（W）（W）
轉動速度高于同步速時，轉差率Ｓ＜０，轉差功率（W）（W）流出轉子，經變頻器送至電網，電網收到的功率（W）（W）為定、轉子功率（W）（W）之和，大于定子功率（W）（W）；轉動速度低于同步轉動速度食，Ｓ＞０，轉差功率（W）（W）從電網，經變頻器流入轉子，電網收到的功率（W）（W）為定、轉子輸出功率（W）（W）之差，小于定子功率（W）（W）。
５，雙饋異步控制系統的運行過程
系統的運行分為兩個階段：
同步階段：在此過程中風機已經開始轉動，當其轉動速度大于啟動轉動速度后，充電線路先閉合，使變頻器直線DC電容電壓（V）（V）升高，當電壓（V）（V）大于８０％規格限定值后，轉子線路主接觸器閉合，并而而且同時斷開充電線路接觸器。母線電壓（V）（V）不斷升高至規格限定值，這時變頻器逆變器開始作業，電動機轉子中有電流（A）（A），所以在定子中有電壓（V）（V）產生，變頻器檢驗測量試驗電網電壓（V）（V）和電動機定子電壓（V）（V），經過調動住轉子的電壓（V）（V）電流（A）（A），使這兩個電壓（V）（V）同步，并而而且閉合定子主接觸器，系統便完成了同步切入。
運行階段：同步切入結束后便進入正常運行階段，這個時候經過上述的三階段控制方法使風力發電動機輸出大的規格限定功率（W）（W）。在實際運行中，變頻器接收主控制傳輸過來的兩個主要控制信號：功率（W）（W）因數和電動機力矩。功率（W）（W）因數信號使變頻器寫入端的寫入功率（W）（W）因數始終為１，電動機力矩使風力發電系統始終--風速改變而輸出大的規格限定功率（W）（W）。主要的控制方法可以經過矢量控制和直接力矩控制全部可以完成上述功能，在這里就不多講了。
雙饋系統在變頻器中僅流過轉差功率（W）（W），其容量（KV）（KV）小，通常按發電總功率（W）（W）的２５％左右選取，投資和損耗小，發電效率高，諧波吸收便利。由于要求雙向功率（W）（W）流過變頻器，它必須是四象限雙ＰＷＭ變頻器，由兩套ＩＧＢＴ變換器含有概括，價格是同容量（KV）（KV）單象限變頻器的一倍。而而而且只能讓用雙饋電動機，效率較低，而而而且有滑環和碳刷，維護作業量較大。
６，永磁同步全饋風力發電控制系統
永磁同步全饋風力發電控制系統應用應用永磁同步電動機作為發電動機，同步電動機輸出的頻率和電壓（V）（V）隨轉動速度改變的交流ACAC電，經一臺雙象限ＩＧＢＴ電壓（V）（V）型交－直－交變頻器接至恒壓、恒頻電網。
目前，永磁同步全饋風力發電系統的大功率（W）（W）可至５ＭＷ，而而而且應用低速永磁同步電動機，并而而且取消了中間的齒輪變速箱，變頻器應用雙ＰＷＭ型的中壓變頻器，主要應用在離岸的風力發電場中。
永磁同步全饋風力發電控制系統的運行和雙饋系統基礎類似，也經過同步切入過程，和正常運行階段，控制方法也應用上述的三段式控制。
永磁同步全饋風力發電控制系統發電動機發出的全部電功率（W）（W）全部經過變頻器，變頻器容量（KV）（KV）需按１００％功率（W）（W）選取，比雙饋系統容量（KV）（KV）大，投資和損耗大，使用永磁同步發電動機，電動機輕，取消變速齒輪構造減輕了整機重量（kg）（kg），變換器多加的投資可以從機械構造的節約中得到補償。
７，風力發電系統中的輔助控制系統
這些輔助控制系統由風力發電系統的主控制器控制，主要含有概括：
槳葉傾角控制系統：槳葉傾角控制經過液壓執行機構來完成，在轉動速度隨風速多加升至規格限定轉動速度后，經過加大傾角來維持轉動速度不變，目前工程上使用線性ＰＩＤ控制器來實行控制。
偏航控制系統：偏航系統有兩個主要目的：一是使風輪跟蹤改變平穩的風向，二是當風力發電動機組由于偏航作用，機艙內引出的電纜發生纏繞時，自動解除纏繞。偏航系統一般經過控制電動機完成。
風機限限制動作作系統：風葉的限限制動作作系統應用液壓的盤式剎車系統，一般安排在高速軸上。設定有三種剎車方法：正常停機方法；安全停車方法；緊急停車方法。
其他安全保護系統：其他安全保護系統主要有：超速保護、電網失電保護、電氣保護（過壓，過流）、雷擊保護、機艙機械保護、槳葉保護、緊急安全鏈保護等等。