noticeの使い方について

この notice は、知覚動詞と呼ばれるものです。知覚動詞には see, hear などがあって、その後には、目的語と、動詞の原形が続きます。動詞の原形ですから wince です。

notice を知覚動詞としてではなく、that 節を続けて、

'What did you see? ' demanded Ron, whenever he noticed (that) Harry winced.

とすることも、文法的には可能ですが、不自然です。知覚動詞は日常的によく使いますので、ぜひ学んでおいて下さい。「知覚動詞」で検索すると、あちこちのサイトで詳しく説明されています。

Harry wince と現在形を使っているのは、それが過去の一回起こったときではなく、それが起こるたびに、と言っているからです。
Harry's wince ということもできますが、そうすると Harry が wince するのに気づくごとに、ではなく Harry の wince に気付くごとに、という意味になります。