全球气候变化和能源供应安全是当今世界面临的两大挑战,大力开发可再生能源是应对这两大挑战的重要途径。风力发电是目前主要的可大规模商业化应用的可再生能源。在风力发电中,变速恒频风力发电系统有着可大范围调节转速,使风能利用系数保持在最佳值,能吸收和存储阵风能量,减少阵风冲击对风力发电机产生的疲劳损坏,控制有功功率和无功功率等优点,越来越成为风力发电系统的趋势。本文以沈阳龙源望海寺风场1.5MW变速恒频发电机组机舱无线监控系统为研究背景,首先介绍了国内、外风力发电的概况,分析研究了变速恒频风力发电系统工作原理和变速恒频控制的理论基础,介绍了变桨距PLC控制策略,讨论了双馈异步发电机的矢量控制技术和背靠背双PWM变流技术。其次,根据系统对监控功能的要求,通过对机组控制系统的各个控制子单元的控制任务和控制流程的分析,采用西门子S7-200PLC对控制系统进行了硬件组态,包括主CPU、数字量模块、模拟量模块、温度模块和通信模块的选择。研究了采用模糊控制和PID相结合的变结构控制方法对风力发电机变桨系统进行控制,给出了硬件组成和关键的梯形图程序,实现了一种基于PLC的离线计算、在线查询的方法。使系统具有较好的鲁棒性,响应速度及跟踪性能有了较大的提升。最后根据风力发电机组分布范围广、机组数量大、要求能够实现无人值守等的特点,设计了风机机舱远程无线监控系统。该系统通过与GSM网络的连接实现远程监控。结合无线监控系统的特点,提出了实时数据无线监控系统的实现方案。详细阐明了无线监控系统的硬件和软件的实现过程。研制的终端系统可用于数据传输、数据采集、远程报警等多方面。系统的软硬件都实现了模块化,另外该系统可以嵌入到其它控制系统中进行应用。系统已在沈阳龙源望海寺风场1.5MW变速恒频发电机组现场得到应用,取得了良好的使用效果。