风力发电作为当前技术最成熟和大规模开发条件最完备的发电形式之一,近年来在相关政策驱动下得到了飞速发展,但主要以集中式风电为主。集中式风电存在成本高、技术难、外送容量受限等缺陷,导致了严重的“弃风”问题。为了从根本上减少“弃风”,国家出台了一系列政策发展分散式风电。分散式风电以多点接入、就地消纳为特征,可以缓解负荷中心用电紧张的问题,但配电网结构比较薄弱,易受风电不确定性影响,限制了配电网接纳分散式风电的能力。据此,本文围绕配电网中分散式风电的无功电压控制问题开展研究,主要包括以下研究内容。首先,选取目前的主流机型-双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)作为研究对象,建立了其数学模型并阐述DFIG的基本原理和运行特性。在其控制策略基础上分析无功出力极限的影响因素,得到了计及网侧滤波电感损耗的无功极限计算方法,为后续控制策略的实现确定了安全运行域。其次,对传统分散式风电的分层无功电压控制策略进行了改进。改进的分层无功电压控制策略主要包括控制节点选择、无功指令计算和无功指令分配三部分。综合考虑节点电压偏差量、电压-无功灵敏度、网损-电压灵敏度三个因素选择控制节点,通过节点电压与各风机无功出力之间的关系设计了无功指令生成环节,应用多重电压-无功灵敏度分配方法对无功指令进行初级分配,对于单一节点和DFIG内部无功指令分配分别遵照公平原则和定子侧优先原则。此外,基于分布式控制理论与改进的分层控制策略,提出了仅利用发电单元局部通信网络实现的分散式风电协同控制策略。由此避免了集中式控制通信要求高、投资大等缺点,同时使得系统具有较好的可扩展性和鲁棒性。最后,分别对上述内容进行了仿真验证。通过对比DFIG时域模型的仿真结果与无功出力极限解析式的计算结果,证明了所推导解析式的正确性。改进的分层无功电压控制策略充分考虑所有电压越限节点,发挥了分散式风电机组的无功输出能力,实现了对配电网电压的高效调节。基于分布式控制模式的分散式风电协同控制策略仅利用局部通信网络实现了相应的控制目标,且与改进的分层无功电压控制策略的仿真结果基本相同。本文所研究内容对分散式风电无功电压控制研究以及分散式风电的规划建设具有重要意义。