作为电力系统分析领域的一个重要问题,无功优化的研究经历了多年的发展,并积累了大量丰富的研究成果,对于节省电能、改善电压质量、提高电网的可靠运行具有重要意义。然而,随着风电的不断发展,电网风电渗透率持续快速增长,基于确定性模型开展的传统研究工作,已无法应对风电所具有的不确定性特点给电力系统无功电压问题带来的巨大挑战,进而使无功优化方法研究中更为深入地考虑风电不确定性带来的影响显得尤为必要。鉴于此,本文以计及风电不确定性的电力系统无功优化方法为研究重点,开展了风电不确定性分析、计及风电不确定性的电力系统无功优化模型研究、随机变量处理及模型求解方法研究等四个方面的研究工作。首先以实际运行数据为基础,基于统计学分析方法分别对风电出力不确定性、风电场并网点电压不确定性、风电出力与电压波动的相关性进行了分析。通过得到风电出力波动率和并网点电压波动率的95%置信区间来掌握未来一段时间内风电出力和并网点电压可能的波动范围。同时,风电出力与电压波动的相关性分析结果表明,随着风电出力水平的增高,并网点电压波动越大,系统的不确定性上升。基于随机规划理论中带补偿的两阶段随机规划模型,提出了一种计及风电不确定性的电力系统两阶段无功优化模型,该模型以系统的安全运行作为约束,考虑了不同类型无功补偿设备的调节特性,以离散型无功补偿设备的动作成本最小作为第一阶段优化目标,在随机变量发生前对电容器等离散型无功补偿设备进行决策,以避免在随机变量发生时造成离散型无功补偿设备频繁或不合理的动作;以优化周期内网络损耗的均值最小作为第二阶段优化目标,不仅可以补偿因第一阶段决策引起的无功缺额,还可以应对随机变量快速波动或故障情况下短时间内产生的较大无功需求。在比较几种随机变量处理方法的基础上,选择三点估计方法对模型中的随机变量进行处理,将随机优化问题转化为确定性优化问题进行求解,仿真分析结果验证了三点估计方法的准确性和简易性。采用改进粒子群算法对模型进行求解,改进算法首先结合云模型理论和混沌理论分别对惯性权重参数的调整和初始化操作进行了改进,其次在引导全局最优粒子飞行方向上,引入一种迁移操作进行修正,使粒子沿着最优方向进化,仿真分析结果验证了改进粒子群算法具有较强的优质性。最后,通过算例验证了本文所提无功优化方法的有效性,该方法计及了周期内风电的随机性,避免了风电随机波动引起的离散型无功补偿设备频繁或不合理动作,改善了风电场电压质量,减少了优化周期内的网络损耗,而且实现了离散型和连续型无功补偿设备的有效配合,合理应对了优化周期内由风电快速波动引起的无功电压问题。