1.数据采集与处理
风力发电机组主控系统应提供与控制和故障监测相关的数据信息通道及处理功能，例如：风速、风向、风轮转速、发电机转速、机舱位置、扭缆角度、桨距角、液压系统压力、振动、温度及电气量数据等；对于关键数据信息，例如：风速、风向、转速、关键点温度等，主控系统应提供冗余信息通道，这样就可以保证关键信息不会突然终断。
2.软件程序监视器（看门狗）功能
（1）关键设备看门狗
针对关键设备，如：风速仪、风向仪、转速传感器等，风力发电机组的主控系统应根据其特性启用对应软件看门狗安全监测功能，确保每一个参与机组控制的物理量都能真实反映被监测设备的状态。
（2）通信看门狗
大型风力发电机组的主控系统应能实时监控自身与各个子部件之间的通信状态，通信异常时应能及时形成相应的故障码信息，根据故障码对应的关机程序等级，执行警告或关机程序。
3.数据监视
风力发电机组的主控系统应能采集或生成下述数据信息，并能够通过人机界面或中央监控系统显示：
1）风速、风向、风轮转速、发电机转速、机舱位置、扭缆角度、桨距角；
2）机组当前状态（待机、并网、停机等）；
3）液压系统压力、机舱振动、机舱温度、发电机温度、齿轮箱油温度等；
4）三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、发电量等电网信息。
5）机组当前的故障码或各个部件的故障情况。
4.故障监测
风力发电机组的主控系统对各个被控对象分单元监测，根据相应单元传感器采集量，经过看门狗功能处理后的物理量信息，形成若干能反映单元状态的故障码，故障码应做到故障信息定位准确、防误动作、维护简单，用户根据操作权限应能通过本地人机界面或远程监控系统启用和禁止任意一个故障码的监测。当其中任意一个故障码激活时，主控系统应能根据故障码属性，准确做出相应警告或关机操作。
5.机组起动
风力发电机组的起动模式应分为自动和手动两种，可以通过主控系统人机界面或远程监控系统自由切换。主控系统重新上电启动后，一般可以是手动模式。当风速过低（小于切入风速）自动脱网关机时，为了避免发生频繁起动和停止机组的现象，平均风速大于切入风速并持续一段时间，才能允许机组自动起动。具体起动功能的设计如下：
（1）自动起动机组功能
当风力发电机组的主控系统运行正常，机组无任何故障和警告产生，平均风速（一般为10min平均风速）大于切入风速且小于切出风速，则机组进入自动起动状态；当主控系统检查温度、油压等机组必备条件完毕并通过以后，通过转速控制，使发电机转速提升至并网允许的转速范围，然后向变流器发出起动并网命令，由变流器完成并网操作；主控系统接着实施转矩控制和变桨距控制，使输出功率平稳上升，达到机组的稳态平衡，这样机组就已经并网发电，同时自动起动功能完成。
（2）手动起动机组功能
当风力发电机组的主控系统运行正常，机组无任何故障和警告、平均风速（一般为10min平均风速）大于切入风速且小于切出风速，技术人员通过主控系统的手动起动按钮进行手动起动操作或者通过监控系统远程手动起动操作；当主控系统接收到上述手动起动命令后，机组进入自动起动机组阶段。
6.关机
风力发电机组的主控系统应采用多个级别关机控制程序，当风力发电机组的故障码激活时，根据故障码所对应的关机程序等级，执行相应的关机程序，在确保风力发电机组安全运行的前提下，尽可能地减小机组关机过程中的载荷，具体不同级别的关机功能设计如下：
（1）正常关机模式1
当主控系统接收到正常关机命令或者较低级别的故障码激活时，主控系统首先协调控制变流器和变桨距系统等相关部件，逐步降低机组的输出功率，降低发电机转速，待功率降至关机允许的功率设定值时，主控系统向变流器发出关机脱网命令，断开与电网的连接，3个叶片以正常关机模式1的变桨距速度顺桨至正常关机模式1的停机位置，风轮自由旋转，机组进入待机状态，正常关机模式1过程完成。
（2）正常关机模式2
当主控系统接收到较低级别的故障码激活并且发生电网故障时，主控系统应立即向变流器发出关机脱网命令，断开与电网的连接，同时协调控制变桨距系统，3个叶片以正常关机模式2的变桨距速度顺桨至正常关机模式2的停机位置，机组进入停机状态，正常关机模式2过程完成。
（3）紧急关机模式1
当主控系统接收到较高级别的故障码激活时，主控系统首先协调控制变流器和变桨距系统等相关部件，逐步降低机组的输出功率，降低发电机转速，待功率降至关机允许的功率设定值时，主控系统向变流器发出关机脱网命令，断开与电网的连接，3个叶片以紧急关机模式1的变桨距速度快速顺桨至紧急关机模式1的停机位置，机组进入停机状态，紧急关机模式1过程完成。
（4）紧急关机模式2
当主控系统接收到较高级别的故障码激活并且发生电网故障时，主控系统应立即向变流器发出关机脱网命令，断开与电网的连接，同时协调控制变桨距系统，3个叶片以紧急关机模式2的变桨距速度快速顺桨至紧急关机模式2的停机位置，机组进入停机状态，紧急关机模式2过程完成。
7.跟踪最大功率功能(www.xing528.com)
风力发电机组在额定风速以下运行时，不能满功率发电，主控系统应能够根据机组控制策略协调控制变桨距系统、变流器等各个相关部件，使风轮转速始终跟踪最佳叶尖速比运行，风速-功率曲线与功率最优曲线保持一致，尽量捕捉最大风能。主控系统在跟踪最大功率的整个控制过程中，应避免传动链的载荷变化过大，并且机舱振动不应超过机组允许范围。
8.恒功率运行控制功能
风力发电机组在额定风速以上且切出风速以下运行时，主控系统应能够根据机组控制策略协调控制变桨距系统、变流器等各个相关部件，使机组输出功率的波动范围大约不超过额定功率的10％。主控系统在恒功率运行控制的整个过程中，应避免整个机组的载荷变化过大，并且机舱振动不应超过机组允许范围。
9.偏航控制
偏航控制功能设计详见本章第四节。
10.机组维护功能
风力发电机组的主控系统中一般应装有维护状态转换开关或按钮。当机组处于待机或停机状态下，维护转换开关切换至维护状态时，主控系统将进入维护模式状态。在机组维护模式下，起动、自动偏航、自动温度调节等自动控制功能一般都应该被禁止，但是主控系统可以实现手动变桨距、手动偏航、手动起动加热器等手动操作机组控制，这样可以保证相关维护人员对于机组进行一系列的维护工作。当维护工作结束时，需要把维护转换开关切换至非维护状态，也就是机组正常操作模式。
11.低电压穿越功能
风力发电机组主控系统一般都需要配合变桨距系统和变流器满足电网对风电场低电压穿越的要求，在低电压穿越期间应能保证机组不停机、不超速、不脱网。
12.有功功率调节功能
风力发电机组主控系统一般都需要通过机组本地或远程控制的方式对机组输出的有功功率进行手动调节，有功功率调节的设定值可以是具体输出有功功率的数值，也可以是机组最大有功功率输出值的百分比。
13.无功功率调节功能
风力发电机组主控系统一般都需要通过机组本地或远程控制的方式对机组输出的无功功率进行手动调节，无功功率调节的设定值可以是具体输出无功功率的数值，也可以是机组最大无功功率输出值的百分比。
14.备用电源功能
在电网失电的情况下，风力发电机组的主控系统配备的备用电源应能独立供电不少于30min，确保主控系统有充足的时间控制变流器和变桨距系统等相关部件，在一定时间内使机组安全关机，并完成相关故障数据的记录工作。
15.温度智能调节
风力发电机组的主控系统应配备有完备的智能温度调节功能，确保在主控制器的工作环境条件下正常运行，包括针对低温环境的自动加热系统控制和针对高温环境的自动散热系统控制。智能温度调节功能可以使主控系统工作在最佳的环境温度范围内，保持最好的工作效率。
16.故障信息记录
风力发电机组的主控系统应能对与故障相关的变量进行一段时间的记录，当故障触发或复位时便将此记录保存。故障触发记录应分为故障前和故障后两个时段，且两个时段的长短及采样间隔皆可进行调整。在信息记录中应该包含故障触发的详细信息，包括故障码，故障级别，故障原因，故障触发时间等信息。故障复位记录应包含故障复位的时间、复位方式、操作级别等信息。
17.时钟
风力发电机组的主控系统应设有硬件时钟电路，在失去电源的情况下，硬件时钟应能正常工作，精度应满足24h误差不大于±5s，并且支持校时功能。
18.人机交互界面
风力发电机组的主控系统应配备有人机交互界面，通过人机交互界面可以实现查看当前机组的运行状态或故障码信息、设置运行参数、手动起/关机组、手动偏航控制等功能，以上功能的操作权限应根据登录用户的等级而定。
19.通信要求
（1）与相关部件的总线通信
大型风力发电机组的主控系统应能提供与变流器、变桨距系统等部件的现场总线通信的CANopen、ProfiBus等接口，且通信周期不能过长，保持数据更新实时性。
（2）与远程监控系统通信
大型风力发电机组的主控系统应能提供与远程监控系统通信的100M/1000M单模光纤以太网等接口，并且支持下述通信协议的一种或多种：
1）IEC 61400-25；
2）IEC 60870-5-104；
3）Modbus TCP；
4）OPC。
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