保护系统有时可以看成是安全系统。分为机械、电气、气动保护系统。当控制系统失效或者其他失效事件发生时，保护系统被激活，此时风力机已经不在正常的运行范围内了，保护系统将把风力机带回到安全条件并维持风力机在这样的条件内。一般情况，要求保护系统有能力把转子从任何一个运行状态带回到停机或空转状态。在IEC标准中有一项附加的要求，是要将转子从低于年极限风速的任何风速下的危险空转状态带回到完全停机的状态，保护系统的激活水平设定成不超过设计极限。
保护系统的激活状态包括但不仅限于如下事项：
1）超速；
2）发电机过载或失效；
3）过大的振动；
4）电网失电、脱网或失去电气载荷时，停机失败；
5）由于偏航，出现不正常的扭缆。
因此，保护系统至少应包括下述监视项目：
1）转速或转动频率；
2）发电机或其他能量转换系统过载；
3）机舱的振动过大；
4）控制系统与安全有关的功能。
由于超速是一个非常严重的错误，转动速度监测就成为了保护系统监测的一个关键要素。
保护系统包括：
1）注册单元；(www.xing528.com)
2）激活单元；
3）制动单元。
保护系统包括一个或多个系统（机械、电气或气动），能够把风轮带回到停机或空转状态。在丹麦标准中，必须至少包括两套制动系统，至少有一套气动操作的制动单元，见2.3.3节。
为了确保在有人生安全危险时能够立即将机器停下来，在所有工作位置都必须有紧急制动按钮，它高于控制系统和保护系统。
此外，对于上述状态，保护系统至少应满足下述要求：
1）保护系统必须优先于控制系统。
2）保护系统在失电情况下必须是失效安全的。
3）保护系统机构中的结构元件必须设计成高安全等级。
4）保护系统必须有登记错误的能力，并能把风力机带回空转或者受控的自由空转状态，所有状态的转子转速小于nmax。
5）保护系统必须对传感器、电子装置、电气装置、液压系统或者执行机构的单一错误有容差设计，即系统未探测到的错误，不能妨碍系统探测错误的状态，也不能妨碍执行其功能。
6）必须保证保护系统的可靠性。因为保护系统的失效会使运行超出极端运行范围。
保护系统的可靠性可以通过下述方法来保证：①整个保护系统是失效安全设计；②对于保护系统中那些不能设计成失效安全模式的部件必须是冗余设计；③经常检查保护系统的功能，用风险评估决定检查的间隔。
失效安全是设计原则，它通过对结构的冗余或充裕设计，确保在结构失效或电源失效的情况下风力机能够保持在无危险的状态。
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