随着全球能源危机的不断加剧，作为可再生能源利用中最成熟的风力发电技术在全世界范围内正迅速持续地发展。目前，风能开发力度不断增加，单机容量随之不断加大已成为国际风力发电的发展趋势，而与机组相匹配的冷却系统的发展成为阻碍风力发电系统向更大容量发展的技术难题之一。针对此问题，参考国内外最新文献资料，本文总结和分析了目前常用的风力发电机组冷却系统的设计方法，以某型大功率风力发电机组为研究对象，针对其关键参数和运行特点，对机组的发电机回路和机舱回路设计了集中式冷却方案，给出了集中式冷却系统的关键参数和详细的控制方法；并针对该型号风力发电机组，对所设计的冷却系统进行了实验研究，通过实验结果与理论设计值的对比评估所设计冷却系统的冷却性能，并对实验结果与理论设计值的差值进行原因分析，针对该分析结果对风力发电机组和与之匹配的冷却系统提出了优化和后续改进方案。本文所作的研究和得出的结论可为我国兆瓦级风力发电机冷却系统的开发与设计提供理论参考。