在"双碳"目标驱动下,我国风电装机容量已突破4亿千瓦,新能源渗透率持续攀升。随之而来的核心挑战是:如何确保大规模、间歇性风电安全、稳定、高质量地并入电网?随着国家能源局对并网技术标准提出更严苛的要求,在线监测技术不再仅是辅助工具,而已成为保障风电并网"最后一公里"安全、合规与高效运行不可或缺的核心基础设施。

图片来源于网络
一、 并网关键环节:监测的必要性
风电并网通过集电线路、高压配电装置及继电保护系统等复杂系统实现。这些环节的可靠与否,直接决定并网成败。
集电线路------能源汇集的"毛细血管":负责将分散风机电能汇集至升压站。其电缆接头过热、绝缘劣化等隐患,易导致全场停运,必须持续在线监测其温度与局部放电状态。
高压配电装置------电能的"调度枢纽":以断路器为核心,承担着控制与保护职责。在频繁操作及谐波影响下,对其机械特性、触头磨损进行在线监测,是预防故障的关键。
继电保护系统------电网安全的"免疫系统":作为最后防线,其动作可靠性至关重要。对其定值、通信状态进行实时在线监测,可有效防止误动或拒动,确保标准符合。

图片来源于网络
二、 在线监测的核心价值:从被动处置到主动管控
对上述环节实施智能化在线监测,实现了运维模式的根本性跃迁,其价值体现在三大维度:
- 保障并网合规,规避考核风险
电网对并网点电能质量(如电压谐波、闪变)及功率控制精度有严格考核,直接关联电价奖惩。通过在线监测系统实时分析相关数据,风电场可自证合规、预警偏差、优化运行,避免经济损失。例如,通过监测数据溯源谐波超标原因,并针对性调整变流器参数,即可解决此类问题。
- 实现预测性维护,提升资产可靠性
超越传统定期检修,在线监测通过捕捉设备早期劣化特征,实现精准预测性维护:
对集电线路:监测接头温度与局部放电,可在绝缘击穿前数周发出预警。
对高压断路器:分析分合闸线圈电流与振动信号,可诊断机构卡涩、弹簧疲劳等机械故障;监测触头电磨损,可预测电气寿命。
对继电保护:实时监测定值、开入量及通信状态,防止设置错误或通信异常导致保护失灵。
- 支撑智能决策,优化运营效能
汇聚至智能平台的监测数据,通过大数据与AI分析,可发挥更大价值:
故障快速定位恢复:基于行波原理的在线监测装置能将电缆故障点定位至百米内,结合无人机巡检,将故障查找时间从小时级缩至分钟级。
设备健康评估与寿命预测:构建关键设备数字孪生,综合多源数据输出健康评分与剩余寿命预测,指导差异化检修。
优化运行与资产管理:分析全站设备效率与损耗,为技改投资与备件管理提供数据支撑。

图片来源于网络
构建以新能源为主体的新型电力系统,对风电并网环节实施深度、智能的在线监测,已成为保障能源安全与提升运营效益的战略选择。它使设备内部状态与电网交互过程变得透明、可测、可控,驱动运维模式从"被动抢修"迈向"主动预测与智能决策"。随着传感器、5G通信及AI技术的不断成熟与成本下降,投资并完善在线监测体系,正是迈向全状态感知、自适应调控的智能风电场时代最扎实的准备。