近年来,为了降低化石能源过度消耗带来的能源短缺与环境污染问题,我国出台了一系列政策,以扩大“清洁替代”的范围,并加大对风能等清洁能源的扶持力度。与此同时肥城矿区作为山东省传统的煤炭基地,其中的小型自备电厂因发电效率低下、环境污染严重已遭淘汰,而风电作为一种储备丰富且成本低廉的清洁能源,越来越受到正在转型中的肥矿集团的重视。但是,由于风速的波动性引起的风电机组出力的不确定性,势必会对矿区电网的运行状态产生较大影响。因此,研究风电并网下矿区供电系统的安全性,寻找最佳并网容量并提出可行的控制措施具有重要的现实意义。首先,本文根据肥城矿区的实际资料计算了矿区电网输电线路及变压器参数;搭建了风机出力的数学模型,通过仿真验证了风机出力模型的正确性,并根据工程实际,考虑了风电场内部箱变无功损耗对矿区电力系统的影响,为接下来的工作打下基础。其次,为了评估风机并网下矿区电网的安全性,本文首先建立了电压偏差、系统整体负载率、加权潮流熵三项指标,运用层次分析法,建立了能够评价电网安全的综合性指标,仿真结果验证了该指标的有效性;通过分析传统粒子群算法的不足,引入了局部学习和反向学习机制对粒子群算法进行改进,并对改进型粒子群算法与未改进前得算法进行对比,验证了改进型粒子群算法的优越性;最终以综合安全性指标为目标函数,运用改进型粒子群算法求得其最佳风电并网容量,并分析了最佳并网容量情况下的电网状态。最后,针对风机并网后系统整体电压偏低和部分线路过载的问题,结合矿区电网实际情况,本文采用并联电容器组进行无功优化和改善电网结构两种控制措施,分别对并网后系统电压和过载线路进行优化,仿真结果验证了两种控制措施的有效性。