1.集电线路应用状况分析
风力发电场大多使用架空输电线路，建设输电线路时，将电杆、杆塔、铁塔进行科学排列混合架设。这种架空设置，虽然是大多风电场都会采用的普遍模式，优点突出，但是其弊端也是很大的。例如，架空输电线路长期暴露在复杂的自然环境中，经过一段时间后，因其受到暴风雨、冰雹、雨雪等恶劣天气以及复杂地形地貌的影响，许多线路都会产生裂纹、断裂等问题，甚至还会导致电杆、铁塔等发生倒塌事故，稳定性难以保障，且维修程序复杂，易造成严重的经济损失。
另外，集电线路中的导线的设置以及风机出线回路设计的问题十分复杂。在集电线路中，为了设置引流线，将高压熔断器的串联高压引流汇入到主线路之中，大多会用JB型并沟线夹来连接固定。但由于风力发电场风力较大，会大幅度的移动线路及连接处，使得JB型并沟线夹与导线之间一直处于摩擦碰撞的状态之中，严重情形甚至会导致导线被迫脱落，线路运行出现故障，自动启动跳闸系统。这种情形不仅会影响风电场发电与输电的效率，还极大地影响其他电气设备的正常运行，影响正常的发电、放电等程序的进行。
2.集电线路接线形式选择
通常情况下，风电场的集电线路有三种形式，分别为架空线方式、电缆连接的方式以及架空和电缆相结合的方式。架空线的方式一般是在风电机组在经过箱式变电组的升压之后利用电缆来接入到最近的架空线路杆塔内；电缆连接的方式一般是利用风电机组的电能经过箱式变电站的升压之后，通过电缆连接到相邻近的箱式变电站高压侧。通常情况下，在施工的过程中要对影响风力发电场质量的因素进行分析，进而找出合适的方案。如果发电厂是在一些林区或者海滨等旅游区域的时候就可以采取架空、电缆线路或者是电缆线路。除此之外，发电场在选择集电线路的电压时要综合考虑现有的资源以及发电的具体要求。如果风力发电厂距离升压站比较近并且风机的容量比较的大，这个时候就可以采用35kV的集电线路来保证发电的质量；如果风力发电场离升压站比较的近，并且风机的容量比较小，就可以选择10kV的电压等级。
3. 风力发电场集电线路优化设计
3.1优化集成线路杆塔的结构
风电场高海拔、地形起伏大的山脊地形，风力极大，相比于海拔低的地区或者平原地带，杆塔承受的风力更大，架空线路完全无法承受巨大的风力，经常会出现线杆断裂、倒塌的事故。承包企业应该深入研究上述问题，通过更换更为坚固的杆塔，例如35B08-J4型铁塔，这种铁塔的稳定性强、耐力大且维修较为简便，不仅可以承受高海拔地带的恶劣环境，还利于后期的检查维修工作的开展。
3.2改进引流接线方式
传统的引流接线多使用铝制绞线，这种线路的质量较轻且导电效果好，但是由于直径较大且较脆弱，在受到暴风雨天气影响时，磨损破坏程度严重，极易受到破坏，影响电力的正常输送。笔者认为，可以通过更换导线，采取材质坚硬的导线，防止磨损，另外可以装上线路防磨损装置，减轻恶劣环境对于线路的磨损或破坏。其次，还可改进引流导线的安装方式，可以更新安装固定的方法，例如安装线夹等，加强导线与螺栓的连接，使接线更为坚固耐用和稳定的性能。
3.3优化线路的路径以及敷设的方式
①基于风力发电成本开展电缆敷设路径设计时，为了避免线路会受到外界的自然损害，通常会采取场内道路来确保线缆电路的安全性，在此基础上还要尽可能地缩短距离。通常情况下在进行风力发电厂线路敷设的时候会采取直埋的方式来进行，并且为了减少直埋电路冻土地区时出现冻胀的情况损坏线路，会将电缆敷设在比较干燥的冻土层中。
②风力发电场的敷设线路设计的过程中，如果遇到一些不适合电缆开挖的地形，就要采用明敷的方式。比如在一些石油管线交叉的困难地区就要利用拉管的形式来进行敷设，这样一来通过导向钻机和导向仪的作用可以帮助更好地完成电缆牵引以及套管敷设工作。
③在选择电缆导体材质时，应当从工程的造价上来选择，如果集电线路的路径比较长，考虑到工程造价的问题，通常会让电缆的截面面积不超过300平方毫米。要知道，如果截面的面积过大的话，电缆的中间接头就会增多，这样不仅会增加工程的造价，也不利于电缆电路的长期运行。另外在选择电缆材料的时候也应当充分考虑到单回线路的容量，风力发电场也应当确保在集电线路设计的过程中各个环节都严格按照相应的规章典范来进行。
4. 案例分析
某风电场位于河北省丰宁满族自治县西北部的坝上地区，属于山脊型风场，气候寒冷，年最长结冰日数238d，雷暴日数达到40d以上，风力大，天气变化频繁，气候恶劣。2012年，该风电场35kV集电线路故障跳闸76次，因35kV集电线路故障停运造成的场内受累损失电量8012万千瓦时，折合售电收入共计人民币4326.48万元。为保障风电场设备的安全稳定运行，进行集电线路优化研究、改造对于风电场安全生产、降低劳动强度和增加发电收益具有极其重要的意义。
4.1改进集电线路杆塔布置结构
风电场地理位置处于高海拔地区的山脊，10m以上高程风力比地面风力要高许多，特别是狭管效应强烈的地区，环型钢筋混凝土电杆组合杆塔将承受巨大的压力，同时呼称较高的杆塔在遭受暴风和导线覆冰时，不平衡受力更为严重。运行2年左右的杆塔表面多数出现纵向细微裂纹，甚至出现横向和纵向交叉的裂纹网络，进而发生杆塔倒塌。为了防止线路倒杆断线，项目公司以现场勘查集电线路杆塔状况为基础，制定改进方案。
选用35B08-J4、35B08DL-J4型铁塔作为替代杆塔，呼高与原线路保持一致，这种铁塔根开较大，耐张承重性能极其优良，以跳跃布置的方式替换原线路中存在严重缺陷的杆塔，同时创造了多个耐张段，方便线路发生重大事故的及时抢修。
4.2优化出线回路元件
跌落式高压熔断器串接在并网出线回路中运行，在风电场局部小气候的作用下，经常发生保险管脱落事件。甚至在脱落过程中发生横向拉弧造成三相弧光短路，线路过流跳闸。2012年统计数据显示，跌落保险因风力作用发生故障造成的风机停运多达68次，其中8次引起二相或三相弧光短路造成线路跳闸。运行中需要断开跌落保险的工作又非常少，并可结合线路停电进行。因此在优化改造中，拆除跌落式高压熔断器，在原安装位置加装复合支柱绝缘子固定架空电缆，绝缘架空电缆直接与箱变出线电缆连接。
结语：
风力发电场集线电路建设对于风电项目的整体建设具有重要意义，对提高电网输电线路的安全系数与稳定性也十分重要。通过调整集电线路杆塔结构、改变风电机组引流线接线方式、优化出线回路元件、严格遵守电网架设规范、提高企业监管能力等方面入手，切实保障集电线路优化改造工程的正常建设与有效维护。有效降低安全事故发生概率，保障风电场向外输电系统的工作效率与稳定性，促进电力产业的发展与升级。
参考文献：
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[2] 刘欢，白文浩. 风力发电场集电线路优化改造研究及应用[J].科技风，2020.
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[4] 张浩．风电场集电线路优化探讨［J］．风能，2014(6):68-70．
