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【摘 要】伴随着我国社会经济发展对能源的大力需求，传统的石化能源已经无法满足人们越来越迫切的能源需求，而且石化能源是不可再生能源，长期使用容易造成环境污染，因此对风能这一清洁能源的开发，成为人们关注的焦点。基于此，本文首先对风电场集群输电网相关可靠性研究内容进行阐述，然后给出提升风电场集群输电网可靠性的相关策略。
【关键词】风电场;集群输电网;可靠性;提升策略
引言
当前世界范围内的温室效应愈演愈烈，作为不可再生能源的石化能源数量在不断减少，为了保护人们赖以生存的环境，防止能源枯竭，因此人们开始关注风力发电以及相关开发和研究。但是风能作为一种自然能源，具有间歇、随机以及波动较为强烈的特点，为风能的控制工作带来不小的难度。风力发电主要通过风电场集群输电网进行，因此风电场集群输电网必须保证可靠，因此，很多学者开始着手研究风电并网控制策略。
1.风电场集群输电网相关可靠性研究内容
1.1对风电场集群输电网的目标控制
对风电场群的协调控制集中，使风电场的集群输电网能够对调度指令反馈，与常用发电厂规模相似的电流进行输出，使自身的电源能够进行外部的调整控制，更高效地对风能进行利用。风电场集群输电网的工作，分为以下两个主要的目标：第一，将风电的电源运作过程中产生的不利因素降到最低，保证电网的顺利工作;第二，风电电源能够做到与常规电源类似，能够将相应的功率，在紧急状况发生的时候进行提供。风电场集群输电网的目标控制与其他因素相互依存，需要人们不断进行完善。
1.2在不同时间段对风电场集群输电网的控制
（1）有功与无功两种出力方式。风电场集群输电网的可靠性依据，来源于调度信息，在风电场集群输电网输出电力的时候，所采取的有功与无功两种方式之间，存在一定程度的约束力。在风电机组内部，如果有功出力强度加大，无功出力强度必然会减少，从而支撑起整个风电场集群输电网的电压。
（2）电网调度与风电电源有功功率协调的可靠性。将监测调度信息作为依据，电网调度对网点的有功功率进行模块监测，将时间尺度的安全与稳定作为出发点，使风电场集群输电网的有功功率达到平衡点，确定所有风电场对于有功功率的需求量，并且在分配过程中保证其科学性以及合理性。对风电场的集群输电网目标分配的过程中，须从参与相关控制的执行机组入手，进行参与层面的控制，使风电场的储能管理工作井然有序。
（3）在风电电源无功电压层面参与协调。在对现有的风电网进行调度的过程中，须对调度信息模块展开监测工作，监测的主要目标就是并网点的无功功率，以及电压。在对无功电压层相关模块开展协调工作的时候，将灵敏度作为优化工作的重心，从而实现对风电场集群输电网无功功率控制量分配的科学合理。所有的无功源都由风电场的控制层进行控制，使控制无功电压的功能最终得以实现。电场控制层的无功分摊模块可以分摊控制目标，在对无功电压进行控制的过程中，保证风电场集群输电网自身可靠性。
1.3在不同空间范围内对风电场集群输电网的控制
由于空间尺度的不同，对风电场集群输电网的协调控制，先控制整体再控制局部，其协调主要分为两点，横向与纵向两种协调方式。在平级之间促进风电机组和风电场二者的互补工作，是横向协调;在风电场集群输电网的上下级之间进行分配，并且接受相关工作反馈，是纵向协调。纵向协调通过有功功率来实现，风电场集群对出力计划、有功协调控制分配下发命令。如果纵向协调被无功电压控制，风电场集群接受系统无功优化给出的设定值，在风电场集群的内部实现分层分区协调控制，并下达各风电场的无功出力指令，各风电场控制其无功源设备，从而使反馈控制最终实现。
2.提升风电场集群输电网可靠性的相关策略
2.1有功功率的可靠性策略
将有功功率的增量作为风电场集群输电网的分配基础，如果风电场的分配值没有超过相关调节下限，其调节下限必须进行适当的调整。如果风电场的装机容量超出了风电场现有的分配值，就会出现装机容量。在分配有功功率的时候，风电场相关控制层必须按照集群控制层的情况进行，兼顾风电场内部的各个机组可控容量，将合适的执行机组进行选择，同时将机组可调容量大小作为标准，让所有机组分摊能够被控制的偏差情况。
2.2无功功率的可靠性策略
对风电场集群输电网的无功电压控制，使风电厂的并网标准，在风电场集群输电网的所有节点电压的支持下标准化，并且对不合格的节点电压的灵敏程度有效控制，并按大小标准进行排序，将各风电场以及无功补偿装置分配的无功控制量作为开展控制的依据，能够使对无功的即时补偿真正得以实现。
2.3风电有功出力及所需无功功率约束
如果风电场的有功出力进行变化，受母线电压的变化的影响，无功出力也会发生变化。在这一过程中，系统电压不增反减，就需要用更大的无功功率进行补充。在风电场集群输电网开展运行工作的时候，如果电网的运行状况发生巨大改变，节点的电压控制目标发生剧烈变化，风电场有功出力变化时所需吸收的无功功率必须重新进行计算。除此之外，风电场集群输电网的有功出力与无功出力，其极限约束的关系近似圆形，并且按照该约束关系，能够协调和控制风电场集群输电网的有功出力与无功出力实际情况。
3.风电场集群输电网可靠性的相关效果
3.1风电场或风电场集群的有功出力
在传统的风电场集群输电网控制，以及风电网相关集群协调之中，电网调度产生的期望发电功率，会与传统控制策略下的有功出力之间，出现一定程度的偏差。在这一过程中，如果运用集群协调的策略，风电场集群输电网的总功率会产生变化，其变化依据是相应的期望发电功率数值，从而使原本出现的偏差值得到显著降低。不仅如此，在进行协调控制的过程中，风电场集群输电网自身拥有相对独立的风储合成系统，在不断输出有功功率的时候，能够对分配设定值开展有效、及时的跟踪工作，使得整个风电场集群输电网的可靠性得到保障。
3.2风电场或风电场集群的电压协调
在整个风电场集群输电网内部，各个风电厂的状况并不是完全相同的，因此在整个集群系统的范围之中，无法完全实现协调。如果合理地运用集群协调的策略，来对风电场集群输电网的可靠性进行控制，能够有效配合风电场集群输电网区域内的所有无功调控设备，从而保证风电场集群输电网输出电压的稳定程度，而且可以达到平衡节点电压水平的目的，确保风电场集群输电网真正可靠。
4.结语
综上所述，目前我国在不断推进社会经济发展的过程中，新能源、清洁能源的开发与运用，使人们必须要进行重视和研究的话题。风力发电不会对生态环境造成破坏，而风力发电主要依靠风电场集群输电网来完成，因此人们必须在实际工作中，保证风电场集群输电网的可靠性，从而使风电场集群输电网的优势得到全面发挥，从而为人们的工作与生活、乃至国家发展提供有效帮助。
參考文献
[1]周沁，邓长虹，张达，王功臣.适应于集群风电场并网的区域无功电压控制方法[J].武汉大学学报（工学版），2018，51（02）：152-158.
[2]刘景晖，万振东，李飞科.大规模海上风电场集群交直流输电方式的等价距离研究[J].电力勘测设计，2020（04）：1-5.
[3]路朋，叶林，汤涌，张慈杭，仲悟之，孙舶皓，翟丙旭，曲莹，刘新元.基于模型预测控制的风电集群多时间尺度有功功率优化调度策略研究[J].中国电机工程学报，2019，39（22）：6572-6583.
【关键词】风电场;集群输电网;可靠性;提升策略
引言
当前世界范围内的温室效应愈演愈烈，作为不可再生能源的石化能源数量在不断减少，为了保护人们赖以生存的环境，防止能源枯竭，因此人们开始关注风力发电以及相关开发和研究。但是风能作为一种自然能源，具有间歇、随机以及波动较为强烈的特点，为风能的控制工作带来不小的难度。风力发电主要通过风电场集群输电网进行，因此风电场集群输电网必须保证可靠，因此，很多学者开始着手研究风电并网控制策略。
1.风电场集群输电网相关可靠性研究内容
1.1对风电场集群输电网的目标控制
对风电场群的协调控制集中，使风电场的集群输电网能够对调度指令反馈，与常用发电厂规模相似的电流进行输出，使自身的电源能够进行外部的调整控制，更高效地对风能进行利用。风电场集群输电网的工作，分为以下两个主要的目标：第一，将风电的电源运作过程中产生的不利因素降到最低，保证电网的顺利工作;第二，风电电源能够做到与常规电源类似，能够将相应的功率，在紧急状况发生的时候进行提供。风电场集群输电网的目标控制与其他因素相互依存，需要人们不断进行完善。
1.2在不同时间段对风电场集群输电网的控制
（1）有功与无功两种出力方式。风电场集群输电网的可靠性依据，来源于调度信息，在风电场集群输电网输出电力的时候，所采取的有功与无功两种方式之间，存在一定程度的约束力。在风电机组内部，如果有功出力强度加大，无功出力强度必然会减少，从而支撑起整个风电场集群输电网的电压。
（2）电网调度与风电电源有功功率协调的可靠性。将监测调度信息作为依据，电网调度对网点的有功功率进行模块监测，将时间尺度的安全与稳定作为出发点，使风电场集群输电网的有功功率达到平衡点，确定所有风电场对于有功功率的需求量，并且在分配过程中保证其科学性以及合理性。对风电场的集群输电网目标分配的过程中，须从参与相关控制的执行机组入手，进行参与层面的控制，使风电场的储能管理工作井然有序。
（3）在风电电源无功电压层面参与协调。在对现有的风电网进行调度的过程中，须对调度信息模块展开监测工作，监测的主要目标就是并网点的无功功率，以及电压。在对无功电压层相关模块开展协调工作的时候，将灵敏度作为优化工作的重心，从而实现对风电场集群输电网无功功率控制量分配的科学合理。所有的无功源都由风电场的控制层进行控制，使控制无功电压的功能最终得以实现。电场控制层的无功分摊模块可以分摊控制目标，在对无功电压进行控制的过程中，保证风电场集群输电网自身可靠性。
1.3在不同空间范围内对风电场集群输电网的控制
由于空间尺度的不同，对风电场集群输电网的协调控制，先控制整体再控制局部，其协调主要分为两点，横向与纵向两种协调方式。在平级之间促进风电机组和风电场二者的互补工作，是横向协调;在风电场集群输电网的上下级之间进行分配，并且接受相关工作反馈，是纵向协调。纵向协调通过有功功率来实现，风电场集群对出力计划、有功协调控制分配下发命令。如果纵向协调被无功电压控制，风电场集群接受系统无功优化给出的设定值，在风电场集群的内部实现分层分区协调控制，并下达各风电场的无功出力指令，各风电场控制其无功源设备，从而使反馈控制最终实现。
2.提升风电场集群输电网可靠性的相关策略
2.1有功功率的可靠性策略
将有功功率的增量作为风电场集群输电网的分配基础，如果风电场的分配值没有超过相关调节下限，其调节下限必须进行适当的调整。如果风电场的装机容量超出了风电场现有的分配值，就会出现装机容量。在分配有功功率的时候，风电场相关控制层必须按照集群控制层的情况进行，兼顾风电场内部的各个机组可控容量，将合适的执行机组进行选择，同时将机组可调容量大小作为标准，让所有机组分摊能够被控制的偏差情况。
2.2无功功率的可靠性策略
对风电场集群输电网的无功电压控制，使风电厂的并网标准，在风电场集群输电网的所有节点电压的支持下标准化，并且对不合格的节点电压的灵敏程度有效控制，并按大小标准进行排序，将各风电场以及无功补偿装置分配的无功控制量作为开展控制的依据，能够使对无功的即时补偿真正得以实现。
2.3风电有功出力及所需无功功率约束
如果风电场的有功出力进行变化，受母线电压的变化的影响，无功出力也会发生变化。在这一过程中，系统电压不增反减，就需要用更大的无功功率进行补充。在风电场集群输电网开展运行工作的时候，如果电网的运行状况发生巨大改变，节点的电压控制目标发生剧烈变化，风电场有功出力变化时所需吸收的无功功率必须重新进行计算。除此之外，风电场集群输电网的有功出力与无功出力，其极限约束的关系近似圆形，并且按照该约束关系，能够协调和控制风电场集群输电网的有功出力与无功出力实际情况。
3.风电场集群输电网可靠性的相关效果
3.1风电场或风电场集群的有功出力
在传统的风电场集群输电网控制，以及风电网相关集群协调之中，电网调度产生的期望发电功率，会与传统控制策略下的有功出力之间，出现一定程度的偏差。在这一过程中，如果运用集群协调的策略，风电场集群输电网的总功率会产生变化，其变化依据是相应的期望发电功率数值，从而使原本出现的偏差值得到显著降低。不仅如此，在进行协调控制的过程中，风电场集群输电网自身拥有相对独立的风储合成系统，在不断输出有功功率的时候，能够对分配设定值开展有效、及时的跟踪工作，使得整个风电场集群输电网的可靠性得到保障。
3.2风电场或风电场集群的电压协调
在整个风电场集群输电网内部，各个风电厂的状况并不是完全相同的，因此在整个集群系统的范围之中，无法完全实现协调。如果合理地运用集群协调的策略，来对风电场集群输电网的可靠性进行控制，能够有效配合风电场集群输电网区域内的所有无功调控设备，从而保证风电场集群输电网输出电压的稳定程度，而且可以达到平衡节点电压水平的目的，确保风电场集群输电网真正可靠。
4.结语
综上所述，目前我国在不断推进社会经济发展的过程中，新能源、清洁能源的开发与运用，使人们必须要进行重视和研究的话题。风力发电不会对生态环境造成破坏，而风力发电主要依靠风电场集群输电网来完成，因此人们必须在实际工作中，保证风电场集群输电网的可靠性，从而使风电场集群输电网的优势得到全面发挥，从而为人们的工作与生活、乃至国家发展提供有效帮助。
參考文献
[1]周沁，邓长虹，张达，王功臣.适应于集群风电场并网的区域无功电压控制方法[J].武汉大学学报（工学版），2018，51（02）：152-158.
[2]刘景晖，万振东，李飞科.大规模海上风电场集群交直流输电方式的等价距离研究[J].电力勘测设计，2020（04）：1-5.
[3]路朋，叶林，汤涌，张慈杭，仲悟之，孙舶皓，翟丙旭，曲莹，刘新元.基于模型预测控制的风电集群多时间尺度有功功率优化调度策略研究[J].中国电机工程学报，2019，39（22）：6572-6583.