等级电压控制的出现极大地提高了电力系统的安全稳定性和经济性,而无功电压优化作为等级电压控制中极为关键的一环,也使得现有的无功电压优化算法面临着新的挑战。如何提高无功优化算法的计算速度已成为当前急需解决的重要课题。本文从并行计算这一角度出发,根据目前电网大多采用无功电压分层分区平衡的特点,通过对电力系统分布式特征的研究,提出了一种基于电网分区的无功优化并行算法,从粗粒度上实现了无功优化的分布式并行计算,极大地提高了算法的并行度。在本文的算法中,如何保证各分区在计算上的完全独立,是一个十分关键的问题。为此,本文运用辅助问题原理,通过构造辅助问题,使得无功优化并行计算中不再出现不同变量间的交叉乘积,从而避免了增广拉格朗日函数中增广二次项对系统可分性的破坏,实现了各个子分区在计算上的完全分离。不过,大电网在进行分区并行计算时,随之又出现了多平衡节点之间的协调问题。而“?-变量”的提出为解决这一问题提供了可能。电压相角作为“?-变量”,可以通过中间变量进行协调,实现各分区间节点电压相角的统一。文中还对中间变量在辅助问题原理中的运用进行了推导,并给出了修正后的无功优化并行计算迭代公式。对于各子分区内部,其计算过程已经完全独立,可根据具体情况分别采用不同的方法进行优化计算。由于原-对偶内点法具有计算时间对求解问题的规模不敏感、计算精度较高等特点,因此,本文对各个子分区统一采用非线性原-对偶内点法进行求解。并且,针对该方法不能很好地处理离散变量、易出现不可行解等不足作出了改进。在引入二次罚函数机制,对优化计算中的离散变量进行处理的同时,采用模糊约束隶属函数对软约束做了模糊处理。这些改进方法,有效避免了无功优化计算中经常出现不可行解的情况,大大提高了算法的收敛可靠性。最后,通过IEEE118节点算例对研究内容进行了测试,采用四种不同优化方法进行计算,并对优化结果作出了对比分析,验证了本文算法的有效性。