近年来,随着风电在电力系统中的大规模接入以及风电渗透率的不断增大,大型风电并网对电网的影响越来越显著,如:有功频率、无功调压等问题的出现,仅依靠传统电源进行电网性能控制将无法满足系统稳定性要求,亟需风电具有与传统电源协调配合共同参与电力系统性能控制的能力。隶属于风电集群中的风电场,其在空间和电气上相互联系,因此可以将其集中通过集群汇集变电站连接在一起并入电网,将风电场与汇集变电站看作一个整体,对它们进行统一协调控制。这种控制模式将有效提高集群的风电出力、降低网络损耗及增强电压稳定性。因此广域风电集群的功率控制策略研究十分关键。主要工作如下:(1)分析风电场的典型拓扑结构,并基于尾流效应的Jensen模型对风电场进行机群划分,之后利用改进的容量加权等值法对风电场进行等值建模。在PSCAD软件上进行仿真,验证了多机等值较单机等值模型更精确。(2)以分层理论为基础,设计了风电集群有功功率控制系统,为了最大化的利用风电集群的实时协调控制能力及实现风电场间容量的合理分配,建立了一种动态优先排序法及多目标多约束优化算法相结合的风电集群有功功率实时控制模型。(3)基于遗传算法,提出了风电集群的有功功率优化分配方法。该方法将风电集群的有功出力最大化、线损最小化作为控制目标,将避免风电机组的频繁启停作为一项约束条件,并考虑了短期功率预测误差的影响。以我国某实际风电集群为例进行的实例分析验证了该方法的有效性和可行性。(4)计及集群内风电场之间和风电场与汇集变电站之间的协调配合,提出风电集群无功电压协调控制策略,其主要有风电集群的电压优化/越限控制策略及风电汇集变电站的无功电压协调控制策略,并对其进行仿真分析验证。结果表示:在采用本文所提的控制策略后,可以有效的提高集群的电压稳定性及降低网络损耗。通过仿真结果验证了本文提出的风电集群无功电压协调控制策略的正确性和有效性。