同步發電機的并網方式一般有兩種：一種是準同步直接并網，在大型風力發電中很少使用;另一種是交流總是交替并網。近年來，隨著大功率電子元器件的迅速發展，變速恒頻風力發電機組得到了迅速的發展。同步發電機也廣泛應用于風力發電機。

為了降低變速箱的傳動損失和故障概率，一些風力機采用風力機直接驅動同步發電機，成為無齒輪風力機。發電機的轉速與風輪的轉速相同，隨著風速的變化，風輪可以轉換更多的風能，從而減輕了負載，減輕了部件的重量。發電機的缺點是結構復雜，制造工藝要求高。它需要變換器與電網頻率同步，變換后能量損失。

控制系統包括控制和監測兩部分，控制部分又分為手動和自動。運行維護人員可在現場根據需要進行手動控制，自動控制應該在無人值守的條件下實施運行人員設置的控制策略，保證機組正常安全運行。監測部分將各種傳感器采集到的數據送到控制器，經過處理作為控制參數或作為原始記錄存儲起來，在機組控制器的顯示屏上可以查詢，也要送到風電場中央控制室的電腦系統，通過網絡或電信系統弦長數據還能傳輸到業主所在城市的辦公室。

安全系統要保證風力發電機組在發生非正常情況時立即停機，預防或減輕故障損失，關鍵部件采用了“失效——保護”的設計原則。如制動系統的葉尖制動片在運行時是利用液壓系統的高壓油保持葉尖制動片與葉片外形組成一個整體，同時保持機械制動器的制動鉗出于松開狀態，一旦發生液壓系統失靈或電網停電，葉尖制動片和制動鉗將在彈簧作用下立即使葉尖制動片旋轉90°，制動鉗變為夾緊狀態，風輪被制動停止旋轉。