大能源时代：风电场智能监测系统深度解析

在“双碳”目标推动下，中国风电产业正经历从“规模扩张”向“质量提升”的战略转型。随着风机高度突破200米、单机容量迈入10MW+时代，传统人工巡检模式已难以满足安全管理需求。因此，能够通过数字化手段守护高空风机安全的风电场智能监测系统应运而生。

一、风电场智能监测系统的三维立体架构

现代风电场智能监测系统构建起“环境——设备——安全”三维监测网络，形成全方位的数字防护体系。

1.环境监测与控制：风电场智能监测系统配置了多层次环境感知设备，包含实时监测机舱、塔筒内部微环境变化的温湿度传感器‌；预防塔基积水导致电气短路风险的水浸传感器；

构成温湿度智能调控闭环系统的水位传感器‌与‌空调控制器等。这些设备通过‌采集终端‌和‌汇总通信网关‌形成分布式感知网络，实现环境参数的实时采集与传输。

温湿度传感器： 温湿度传感器是一款高性能温湿度数据采集传输模块,可选的RS485/LORA无线两种不同输出，MODBUS工业控制总线协议，可以多个模块共同接入总线组网，也可与其他符合 MODBUS 协议的设备共同组网，实时、稳定地监控多个生产现场环境变化，使用户准确把握不同应用现场的环境变化,快速做出反应，保障生产现场环境的稳定性。

水浸传感器： 水浸传感器是通过探测电极浸水后阻抗发生的变化来实现工作，当专用集成芯片浸水后将产生信号，并对信号进行放大、整形和比较，当输出干接点或高低电平变化时，就会指示变送器传输信号，确认所在位置是否有水。

水位传感器： 采用316L不锈钢隔离膜片的OEM压力传感器作为信号测量元件，用激光调阻工艺进行了宽温度范围的零点和灵敏度温度补偿。放大电路位于不锈钢壳体内，将传感器信号转换为标准输出信号，充分发挥了传感器的技术优势。水位传感器是在扩散硅片上扩散一个惠斯通电桥，被测介质施压使桥壁电阻值发生变化（压阻效应），产生一个差动电压信号，此信号经专用放大器将量程相对应的信号转化成标准模拟信号或数字信号。

空调控制器： 空调控制器是智能变电站、风光电智慧场站辅助系统用于控制灯光、风机、空调、除湿机等设备的专用控制器，具有RS485通讯接口、8路开关输入、3路控制输出，可实现灯光、风机、空调、除湿机的当地控制、远程电脑控制、安防报警联动和图像报警联动功能。应用LORA无线通讯及RS485接口光电隔离和电源隔离技术，有效抑制闪电、雷击、ESD和共地干扰，采用标准的Modbus RTU/TCP协议，具有良好的兼容性。

2.风机结构健康监测：风机是风能转换的核心引擎，保障风机结构强度、进行全天候实时监测是规避倒塔、火灾等风险的关键。‌因此，风机结构健康监测共包含两套核心装置，一是能够精确测量塔筒摆动幅度与姿态变化的 水平垂直双向监测系统（倾斜监测） ；二是能够持续跟踪塔筒沉降情况的 塔筒地基沉降监测系统 。这些监测数据可以为预测性维护提供重要依据，有效预防结构安全隐患。

3.数字化表计：数字化表计项目系统实现了高压设备的状态可视化，通过精准的数据计量和分级预警，为巡检运维人员提供科学可靠的分析判断依据，主要包括能够精确监测六氟化硫密度的SF₆在线监测装置和在线评估避雷器老化状态的避雷器电流泄漏表等。

SF₆在线监测装置 ：壳体采用优质铝合金边框，顶部与底部材料为高强度ABS材料，具有良好的防腐、防侵蚀等特点，能够保证传感器长期使用无锈琢现象，同时配合原装进口探头，确保了数据采集的精确性。被广泛应用于配电房、变电站等环境的SF₆测量。

避雷器电流泄漏表： 具备数据精准感知、传输安全高效、运行稳定可靠、检修维护方便的产品特点，符合国网《智慧变电站技术规范第4部分数字化远传表计》要求，能实时监测全电流和放电次数，具备指针表显示和电磁计数器功能，及避雷器在线监测数据远传、报警和数据存储功能。

二、风电场智能监测系统的核心技术解析

系统采用“电网物联+云端协同”的设计架构，在符合电力监控系统安全规范的基础上适配多种风机通讯协议，大大降低了现场数据处理速度的传输延迟，通过结构化传感器数据（数值型参数）、非结构化图像数据（视频巡检）和时序波形数据（振动频谱）实现多源数据融合，运用深度学习算法实现异常模式识别与故障预警。

同时，风电场智能监测系统通过数据采集层（现场传感）、状态监测层（边缘计算）、健康评估层（工作站分析）和决策支持层（移动终端），构建起具备四层健康管理架构的预测性维护体系，使整套系统的工作能效和安全系数始终维持在较高水平。

三、政策响应与产业价值

在“大基建”到“大能源”的国家发展战略重心转移中，风电场智能监测系统直接响应《新能源场站智能化建设指南》数字化要求，规划实践电力安全生产“无人值守”发展方案，紧扣老旧机组智能化改造技术路线的探索实施方向，大大提升了风电新能源的运营效益。

除显著减少故障停机时间外，还使得风电场运维成本大幅下降，发电效率有效提升，高空作业风险也得到了一定程度上的降低，打造出良好的行业示范效应，逐渐成为行业智能化改造的标准配置，不断推进风电运维模式的创新进程。

结语

风电场智能监测系统不仅是技术创新的产物，更是中国风电产业高质量发展的关键支撑。当200米高空的风机有了数字化“守护者”，我们需要守护的将不仅是设备安全，更是碳中和目标的实现路径。这种技术与政策的协同创新，正推动中国风电走向全球产业制高点。

本文由亿诺电气小编编辑

审核编辑 黄宇