在分级电压控制中,二级电压控制在提高电力系统电压稳定性方面发挥良好的作用。二级电压控制将整个电力系统划分成若干个相对独立的区域,在每个区域中找到对其电压水平有关键作用的主导节点,按照既定的电压控制方案调控主导节点的电压,可以维持区域电压水平。二级电压控制能否有效发挥作用的一个重要问题是能否合理地选择主导节点。通过对现有主导节点选择方法的思路进行解读,分析了可能存在的问题。从主导节点的定义出发,以网络阻抗矩阵为工具,指出区域结构可控性和区域结构可观性是主导节点选择的理论基础,在此基础上设计了考虑发电机运行状态的主导节点选择指标。依据区域可控性指标和区域可观性指标,提出主导节点的选择函数。仿真结果表明,本方法能够有效选择主导节点且具有一定的鲁棒性。本方法基于节点耦合关系,直接利用网络阻抗矩阵以及发电机节点的测量信息可实现主导节点的快速选择,避免了忽略发电机无功裕度导致主导节点选择错误的问题。风电接入给二级电压控制带来了挑战,主导节点的选择需要考虑风电接入的影响。通过对典型系统的理论分析表明,风电机组类型、风电场接入位置以及风电场出力波动等因素将对主导节点选择指标产生影响。针对以上问题,综合风电场不同的出力情景,设计考虑情景概率的主导节点选择函数。仿真结果表明,本方法能够合理反映风电接入对主导节点选择的影响,相关算例揭示了风电接入后主导节点选择结果的变化规律。合理的电压控制方法是实现二级电压控制的关键。利用发电机节点对负荷节点的电压灵敏度,提出了参与二级电压控制的发电机选择方法。解析发电机节点间的耦合关系,对目标函数进行变换并求解实现。仿真结果表明,基于网络解析的二级电压控制能够有效改善各控制区域的电压水平,提高了系统的电压稳定性。