近些年来,我国光伏产业蓬勃发展,集中式光伏电站装机规模日益扩增。然而,“集中式并网,远距离消纳”的发电模式导致集中式光伏电站遭受的并网电压问题愈发严峻。光伏出力的波动会引起集中式光伏电站并网点（Point of Common Coupling,PCC）母线和集电线路节点电压的大幅波动,集中式光伏电站面临着站内电压越限的风险。同时,远距离输电导致的外部弱电网环境严重限制了集中式光伏电站的功率传输极限,大容量的光伏功率外送使得集中式光伏电站存在着静态电压失稳的风险。因此,集中式光伏电站的电压控制已成为影响其大规模发展的重要一环,成为保障其安全稳定运行的重要基础本文以集中式光伏电站为研究对象,首先对其面临的并网电压问题展开机理分析。然后基于不同的外部电网等值情况,开展集中式光伏电站的并网无功电压控制（Volt-Var Control,VVC）策略研究。本文的研究目的旨在实现集中式光伏电站系统电压的合理分布,从而保障集中式光伏电站的安全稳定运行。本文的研究内容是已结题863项目子课题“大型光伏电站并网关键技术研究（2011AA05A301）”相关研究内容的延续。论文的主要研究工作及贡献如下（1）根据集中式光伏电站并网阻抗模型,研究了集中式光伏电站的并网电压问题,分析了集中式光伏电站存在的站内节点电压越限和并网静态电压失稳问题,阐述了无功功率控制对调控集中式光伏电站站内节点电压偏差和并网静态电压稳定（Static voltage stability,SVS）裕度的作用。另外,根据集中式光伏电站接入外部电网的不同场景,分析了外部电网的等值情况。上述内容为后文集中式光伏电站并网VVC策略研究的开展奠定了基础。（2）基于等值电压和等值阻抗变化均较小的外部电网环境,针对集中式光伏电站内部可控VVC设备在动作特性和调压能力上存在的差异,提出了联合集中式和本地式控制方式的多时间尺度VVC策略。该策略构建了包含“小时级”、“分钟级”优化和“实时级”调控的三层控制框架。在“小时级”和“分钟级”控制层中,采用集中式控制方式,协调站内可控VVC设备的运行,优化了站内节点电压分布。在“实时级”控制层中,继续利用本地控制方式,响应站内节点电压的实时波动。所提策略能够发挥出不同可控VVC设备的调压优势,实现了可控VVC设备之间的协调运行,从而对集中式光伏电站系统电压进行了有效的控制。（3）基于等值电压和等值阻抗变化均较小的外部电网环境,针对集中式光伏电站规模扩增下,集中式控制存在的通信压力大,通信可靠性低的不足,提出了基于分布式优化的两级式VVC策略。该策略通过将耦合的边界约束添加到目标函数中进行松弛,将原优化问题拆分为多个优化子问题进行分布式迭代求解。该策略构建了两级式的控制框架,上级控制层为了协调PCC母线和各集电线路首端之间的边界电气量,采用了目标级联分析法进行分布式优化。下级控制层为了优化各光伏发电单元的无功输出,采用了交替方向乘子法进行分布式优化。所提策略消除了VVC对中央控制器的依赖,降低了通信网络的复杂度,适用于规模不断扩增下的集中式光伏电站的电压控制与管理。（4）基于等值阻抗变化较小而等值电压变化较大的外部电网环境,针对外部电网等值电压存在的区间波动以及光伏出力的随机性,提出了考虑外部电网等值电压和光伏出力不确定的鲁棒VVC策略。该策略建立起了优化调度和实时调控结合的三层控制框架。在前两层的优化调度中,站内可控VVC设备的协调运行,通过构建的两阶段鲁棒优化模型实现。在此基础上,第三层的实时调控继续利用本地控制方式,对站内节点电压的实时波动进行响应。所提策略对外部电网等值电压和光伏出力的不确定具有鲁棒性,保证了其在面对由上述不确定导致的任意工况时,都能提供可行的电压调控方案。（5）基于等值电压和等值阻抗变化均较大的外部电网环境,针对光伏渗透率逐步提高下,集中式光伏电站同外部电网之间日益紧密的电气联系,提出了考虑集中式光伏电站和外部电网交互影响的协同VVC策略。该策略不再对外部电网进行等值处理,强调了集中式光伏电站的并网电压问题可通过其和外部电网的协同运行来解决,构建出了包含集中式光伏电站内部集电线路结构和外部输、配电网具体拓扑结构的大规模整合系统,并在此基础上,建立起了两层VVC优化模型。考虑到各子系统之间存在的数据隐私和通信壁垒,根据构建的各层VVC优化模型特点,分别采用了并行协同进化和广义Benders分解方法,对大规模整合系统进行分布式优化。所提策略能够灵活地调度集中式光伏电站和外部电网中的可控VVC设备资源,在使得集中式光伏电站内部节点电压偏差降低的同时,还能提升外部电网的SVS裕度,改善了集中式光伏电站并网的外部电网环境。