风电机组的“智能体检师”：电流传感器助力“等容改造”降本增效

陆上风电机组一般设计寿命为20年，进入“十四五”后，我国风电迎来了退役换新潮，据预测，2025年将有1800多台，装机容量为125万千瓦。国家能源局发布的《风电场改造升级和退役管理办法》的颁发，就是做好这些机组的改造退役工作的及时政策供给。《管理办法》中有提出鼓励在风机“等容改造”提升设备性能和效率，本文尝试探讨如何引入监测系统，以延长机组寿命、提升发电效率。

什么是“等容改造”

风电场改造升级主要是指对场内风电机组、配套升压变电站、场内集电线路等设施进行更换或技术改造，通常分为增容改造和等容改造两种类型。增容改造旨在提高风电场的发电容量，而等容改造则主要是在不改变总容量的情况下，提升设备性能和效率。

为什么电流传感器是风机智慧监测的核心

风电机组的运行状况与发电性能，离不开对发电机、变频器、功率单元等环节的精确电流监测。电流变化往往是故障的前期征兆——轴承磨损、绝缘老化、变桨驱动异常等问题，可以通过对电流波形的分析看出来。

超过20年的老旧风机，由于长期运行，存在传感器势必会老化，导致温漂增大，精度下降，测量偏差大，响应迟缓，抗干扰能力不足等问题。所有风机改造首当其冲要换掉老旧传感器。

一款具有高带宽和μs级响应时间的霍尔电流传感器，可以捕捉风机高速工况下的瞬态电流变化，为预测性维护提供实时、精准的数据基础。

降本：减少停机损失与人工巡检

在传统老旧风电场，由于未装备先进监测器件，设备巡检更多依赖人工，每台机组每年可能需要数十次爬塔人工检查，不仅成本高，还存在安全风险。配备电流传感器后，可在机组控制系统中实时监测发电机定子、变频器输入母排等关键点的电流状态，异常时自动发出告警信号，提前安排检修，减少计划外停机检查。同时有问题才检修，极大降低人工成本。

增效：优化功率输出与能量管理

“等容改造”，风机一般要换上更高效的叶片、发电机和控制系统等软硬件系统，但要发挥机组的最大性能，还需要有精准的运行数据支持。如具备±1%( IPN) 测量精度和 ±4 V 模拟输出的电流传感器，即可帮助控制器实时调整变桨角、发电机励磁和并网策略，让机组在不同风速条件下保持最优功率曲线。

如能再配备现代智慧监测平台，电流数据可与气象、振动、温度等多源数据融合，实现：

• 功率曲线在线校正
• 低风速发电优化
• 并网功率平滑控制

适应风电恶劣工况的设计

风机通常工作在海边、山地等高湿、高盐雾、高温差的环境，传感器的耐用性至关重要。一般需具备宽温工作范围、较高的工频隔离耐压和高阻燃外壳，
这些特性确保传感器在风机舱内常年运行依然稳定可靠。

国产电流传感器选型推荐

芯森电子HS2V H00系列电流传感器基于霍尔原理，支持直流、交流及脉冲电流测量，并实现原边与副边的电气绝缘。

特性

• 基于霍尔原理的开环电流传感器
• 原边和副边之间绝缘
• 原材料符合UL 94-V0
• 没有插入损耗
• 体积小
• 执行标准:

n IEC 60664-1:2020

n IEC 61800-5-1:2022

n IEC 62109-1:2010

应用领域

• 交流变频调速
• 不间断电源 (UPS)
• 直流电机驱动的静止式变流器
• 开关电源 (SMPS)
• 电焊机电源
• 电池管理
• 风能变频器

电气特性

政策与技术的叠加效应

在《管理办法》鼓励的“等容改造”模式中，电流传感器不仅是硬件组件，更是智慧监测系统的数据源。通过将 HS2V H00 融入风机电气链路，风电场能在不增加机组额定容量的前提下：

• 提高年发电量
• 延长设备使用周期
• 降低全生命周期运维成本

未来，随着风电机组智能化改造的推进，电流传感器有望成为风电“健康管理”的标配，就像给风机配备了一位 24 小时值守的“智能体检师”。