主导节点选择与无功分区方法联系紧密,相互配合,关系到二级电压控制的实现效果,是输电网AVC系统的核心功能之一。大规模风电的集中接入及交直流系统建设推进给主导节点选择与无功分区方法带来了深远影响。一方面,在高风电渗透率和负荷波动剧烈的情况下,电压无功控制区域划分频繁,从而导致实际工程中分级电压控制的实现困难。另一方面,随着高压直流系统相继投运,中国逐渐形成以交直流互联为主要特征的输电网,其对主导节点选择与无功分区方法提出了新的要求。为此,本文进行了主导节点选择与无功分区方法的研究,主要内容如下:(1)为了准确描述主导节点选择与无功分区中的源荷功率状态及特征,提出一种考虑分区最大无功需求的随机源荷功率场景模拟方法。用源荷功率的分布函数及相关系数来表示负荷与风电功率的随机性及其相关性,在考虑源荷功率相关性的拉丁超立方抽样基础上,建立考虑区域最大无功需求的场景压缩方法,通过该方法得到典型场景及其对应概率,完成对随机源荷功率的模拟,并进行仿真对比,验证了有效性。所提方法不仅考虑了风电与负荷的随机性及相关性,而且考虑了聚类场景及区域场景,克服了常规场景压缩方法的极端场景保留问题,具有推广意义。(2)为了保证AVC系统运行维护的高效可靠性,提出一种交流系统主导节点选择与无功分区的概率优化方法。在主导节点选择与无功分区的协调优化思想基础上,考虑源荷功率变化的随机性及其相关性,建立了主导节点选择与无功分区的概率优化模型,所建模型除考虑分区内部与外部节点之间的耦合关系以外,还考虑了源荷功率相关性随机变化时无功的分区平衡要求。其中,负荷与风电功率的随机性及其相关性分别采用正态分布、Weibull分布以及相关系数来表示,分区无功平衡的满足程度用机会约束来表示。优化算法中,通过考虑分区最大无功需求的随机源荷功率场景模拟方法进行源荷功率的场景模拟,然后在此基础上采用基于目标相对占优的免疫遗传算法进行优化模型的求解。基于IEEE39节点系统验证了所提方法的有效性。该方法所得方案能够适应较长时间段内源荷功率的各种变化,满足工程应用中无功分区方案在较长时间段内保持不变的要求。(3)为了考虑高压直流系统接入对主导节点选择与无功分区方法的影响,提出一种交直流系统主导节点选择与无功分区的概率优化方法。本文方法在主导节点可控可观性的基础上,进一步计及分区电源对其内部换流站节点的电压控制要求,将换流站节点作为可控节点,建立考虑交直流耦合点可控性的优化目标,并对换流站节点功率进行负荷等值,进行源-荷-换流站节点功率典型场景的模拟,采用机会约束计及源-荷-换流站节点无功的分区平衡要求。通过目标相对占优的免疫遗传算法进行优化模型的求解,并进行仿真测试,验证了所提方法的有效性。该方法不仅能保证分区电源对其内部换流站节点有较强电压控制能力,可以满足交直流系统对换流站节点较高的电压控制要求,而且能充分满足各个源-荷-换流站节点功率场景下的无功平衡要求,有利于交直流系统正常运行,防止事故发生。