风能装机量激增，芯森电子CM5A大电流传感器如何保障电网稳定运行

据中国可再生能源学会数据显示：2025H1海上风电招标同比+41%。据相关行业趋势跟踪：2025年上半年全国陆上风电新增装机并网48.90GW，同比增长95.52%，海上风电新增装机并网2.49GW，同比增长200.00%；陆上风电累计装机528GW，同比增长22.89%。这不仅意味着清洁能源的发展进入了新阶段，也代表着大规模风电并网对电网稳定性提出了新的挑战。随着风电机组单机功率的不断提升，电流传感器这一常被忽视的“小部件”，正在成为保障系统可靠运行的关键。

风能装机量攀升背后的挑战

过去几年，风电行业经历了从“抢装潮”到“平稳增长”的转型。而今年的增幅再次超出预期，背后原因主要有三：

1. 政策驱动：在“十四五”收官阶段，多地集中推进风电项目。
2. 产业升级：10MW以上的大型陆上和海上风机逐渐成为主流。
3. 绿色转型：电力系统对清洁能源的依赖程度持续上升。

但机遇伴随着挑战。大型风机并网时输出电流成倍增加，电网承受的冲击和波动风险也随之加大。如果电流监测和控制不够精准，可能导致并网不稳，甚至引发保护误动作或设备损坏。

电气系统中的关键环节

一台风电机组的电气系统通常包括：

• 发电机（将风能转换为电能）；
• 变流器（整流与逆变，实现交流/直流转换）；
• 升压变压器（将电压提升至并网电压等级）；
• 控制系统（对功率、保护进行实时调节）；
• 以及辅助的变桨、偏航电机。

在这些环节中，电流传感器像是“眼睛”，负责监测电流的大小和波动，把数据实时传输给控制系统。

图1：风机电气系统框图

直流母线：最核心的监测点

风机发出的电能首先通过整流器转为直流，再经逆变器输出到电网。直流母线的电流不仅反映了发电机的实时输出，也是并网逆变器进行功率控制和保护的关键参数。

因此，电流传感器常被安装在直流母线处，承担着：

• 实时电流采样 →提供精确控制依据；
• 故障监测 →异常电流触发保护；
• 数据反馈 →支持最大功率点追踪（MPPT）。

图2：直流母线电流检测示意图（CM5A典型安装点）

CM5A：适配大型风机的大电流传感器

在众多电流传感器中，芯森电子CM5A系列凭借其宽量程和高精度特点，以及国产替代性价比高等优点，广泛应用于大型风机系统中。其特点包括：

• 宽量程覆盖：100–2000A 额定值，最大可测至±3850A，覆盖10MW级别风机需求。
• 高绝缘能力：工频耐压 6kV，冲击耐压23kV，适应高压并网环境。
• 高精度、低漂移：基于闭环霍尔原理，保证长期运行下的稳定数据。
• 快速响应：0.5–1µs，能在电网波动时即时反馈，避免事故扩大。
• 应用场景：风机逆变器、风能变频器、辅助电机控制、储能配套等。

可以说，CM5A在风电机组里扮演的是“守门员”的角色：它不直接发电，却通过精准的电流监测，保障了整个系统的安全。

对风电发展的意义

在新能源占比不断提升的今天，电流传感器的重要性正在被重新认识。

• 对电网：减少并网冲击，提升电力系统稳定性。
• 对风电场：提高运维效率，延长设备寿命，降低全生命周期成本。
• 对能源转型：为大规模新能源消纳提供了底层保障。

结语

今年风能装机量的快速攀升是一大好消息，但背后需要更多的技术支撑。像 CM5A这样的大电流传感器，正是风电并网过程中不可或缺的“隐形英雄”。它们默默守护着电流的每一次波动，让清洁能源能够更稳定、更安全地走进千家万户。