风力发电作为一种新型可再生能源发电技术,其分布广、无污染、取之不尽用之不竭,已经成为目前最具商业开发前景的分布式发电技术之一。但随着大规模风电场接入电力系统,因其输出风电功率不稳定,会对传统电力系统的安全稳定、经济运行和电能质量等带来一些影响,其中无功电压问题就是一个重要的研究方向。作为我国目前风电场中的主流机型,双馈电机具有有功和无功功率解耦控制能力,实现了有功和无功的连续调节。为此,本文基于稳态下的无功优化,考虑利用双馈风电场自身的无功调节能力,与传统无功补偿设备相配合,分别从静态和动态方面进行含风电场的电力系统无功电压优化控制研究。本文从双馈电机的基本运行原理出发,分析了双馈电机的有功和无功功率的关系。通过对双馈电机数学模型的推导,得到其有功功率特性和无功功率特性的计算方法,并对影响双馈电机无功功率极限的因素进行了详细的分析,求解了对应不同风速条件下双馈电机的无功调节范围,采用集总参数模型得到整个风电场输出的有功和无功功率。由于双馈风电场自身具有无功调节能力,考虑将其作为无功源参与电力系统静态无功优化。对比传统的无功优化模型和电力市场下的无功优化模型,前者仅考虑了系统有功网络损耗,后者在前者基础上考虑了风电场提供无功补偿的成本问题。本文通过给无功确定一个合适的价格,建立了电力市场下考虑风电场无功调节能力的无功优化模型,以调动无功供应商的积极性,降低电网的无功成本。以IEEE-30节点系统为算例,采用改进粒子群算法进行求解,验证所提方法的有效性和经济性。动态无功优化的方法计及了风电场出力的时序变化,从整体上把握并联电容器组和有载调压变压器分接头这类离散无功补偿设备动作次数。通过对风功率预测曲线进行分段,保持离散设备在各个分段内不动作以减少其动作次数。基于此本文建立了以系统节点电压偏差平方和最小,离散设备动作次数最少,连续设备无功裕度最大为目标函数的考虑全局各阶段的动态无功优化模型,以充分发挥离散设备的基础无功补偿作用,又可以利用连续设备的无功储备应对风速波动,保证了电网的安全稳定运行。针对该模型采用多目标粒子群优化算法进行求解,利用层次分析法从Pareto最优解集中选取最后控制方案。仍以IEEE-30节点系统为算例验证该模的可行性。