因具有低碳、环保、可持续性等优点,以风电为代表的可再生能源发电在电力系统中的渗透率不断提高。其本身的出力不稳定性和多电力电子装置系统的电压低惯量性,导致了高渗透率大规模风电接入系统面临着极大的电压安全问题,但是与此同时,电力电子装置的有功/无功解耦控制特性又给该系统的电压管理提供了新的思路,即可利用系统中众多发电单元自身有限的无功控制能力,自装备级、场站级到区域级由下向上聚合成可供电网调配的无功资源;电网调控中心通过无功资源优化配置形成控制策略,再自区域级、场站级到装备级由上向下进行控制指令分配,最终实现系统经济性与安全性、稳态性能与暂态性能的合理协调。本文面向大规模风电接入系统的电压控制挑战和电压安全需求,结合层次化控制思想,针对大规模风电接入系统电压无功协调控制技术展开研究。在由下向上进行能力聚合评估方面,从场站级的角度出发,提出考虑运行波动性的场站级无功控制能力聚合评估方法。首先对多样化装备无功控制能力进行量化分析;然后建立由装备级到场站级的无功控制能力聚合评估模型和实际应用所需要的无功控制能力在线监测模型;最后基于最优灵敏度理论针对上述模型设计高效快速求解算法。主要关注的是装备级和场站级之间的协调互动。在由上向下进行控制指令分配方面,从区域级电网调控的角度出发,基于下层场站级汇总得到的无功控制能力信息提出风电接入系统区域级电压无功协调控制方法。首先考虑风电出力不确定性影响对下层场站级无功控制能力特性进行集成处理,解决下层聚合与上层控制互相影响的问题;然后基于场站N-1脱网安全约束和有功辅助控制策略建立区域级电压无功协调控制模型;最后基于暂态故障穿越要求对该电压无功协调控制模型进行校核修正,以实现稳态性能和暂态约束的合理协调。主要关注的是场站级和区域级之间的协调互动,并最终完成整个风电接入系统的电压无功控制任务。