随着电力负荷需求的快速增长,以及分布式电源(Distributed Generation,DG)的大规模接入,传统的配电网规划方法与运行控制策略难以满足用户日益增长的电压质量要求以及电力系统运行的安全、稳定和经济性需要。在此背景下,本文围绕配电网的电压无功时空解耦控制方法,对变电站无功优化配置、DG接入后的配电网无功优化运行及具体的求解算法进行研究,主要工作包括:(1)提出一种考虑无功需求曲线时序性特征的变电站并联补偿电容器优化分组方法。该方法首先以段内距与段间距的比值最小为目标建立曲线分段的数学模型,对无功需求曲线分段;然后,提出一种改进模糊C均值聚类算法对曲线的分段结果聚类,根据聚类结果即可确定电容器分组方案,分组数等于聚类数,分组容量等于相邻聚类中心的差值。最后,采用九区图无功控制方法,综合考虑电压质量、网络损耗以及电容器组动作次数等技术指标,对比不同电容器分组方案在系统运行中的优化效果。(2)针对大规模DG接入后的配电网电压无功控制问题,提出考虑配电网时空耦合特性的协调控制架构。基于常见DG的电压无功特性以及不同类型电压无功设备的控制特性分析,提出配电网电压无功两级协调控制模式实现配电网空间上的解耦,两个控制层级通过对关口电压和功率因数的不断修正实现电压的最优分布和无功功率的就地平衡,进而达到全网的最优控制;提出多时间尺度的控制方法实现配电网电压无功控制在时间上的解耦,通过日前计划、短时调度和实时控制这三个时间尺度的滚动修正来逐级降低负荷与DG出力预测误差对系统控制的影响,实现系统的最优控制。(3)提出一种基于最优分割一联合优化的配电网日前无功计划方法,以解决DG与有载调压变压器分接头(On-load Tap Changer, OLTC)以及电容器组的协调优化问题。该方法通过对OLTC和电容器组的静态最优出力序列进行最优分割,确定设备的动作时刻,实现了 OLTC档位及电容器组投切容量等离散型控制变量在时间上的解耦。考虑不同设备的电压无功调节特性,提出以静态优化结果为基础,先确定OLTC档位,再优化电容器组动作时刻,最后通过联合优化求解电容器组与DG最优电压无功出力的整体思路,通过OLTC、电容器组和DG三者的协调配合实现全网的最优控制。以某地实际85节点配电网为例,建立仿真模型,验证了本方法的正确性和有效性。(4)针对现有无功优化算法存在的不易收敛、求解速度较慢等问题,提出一种适用于配电网实时无功优化的熵权优选法,该方法包括负荷分布匹配和熵权法两个步骤。首先,基于无功优化方案与数据源的关系分析,提出一种基于典型场景划分和拉依达准则的负荷分布匹配方法,可以快速、准确地从大量历史数据中选取若干个备选方案;然后,考虑网损、电压偏移量和静态电压稳定性等多个指标,对各备选方案进行评价,采用熵权法将多属性决策转化为单属性决策问题,进而选出最优方案。并且,针对实际运行中历史数据不完善或历史方案优化效果较差等问题,提出一种混合算法,将熵权优选法与常规优化方法结合使用,以保证计算结果的最优性。最后,在IEEE 33节点系统、PG&E 69节点系统以及某地实际173节点配电网和292节点配电网等多个标准算例和实际算例系统中进行仿真验证,并通过与遗传算法、序列二次规划算法等现有方法的对比,证明了所提方法的正确性和有效性。