高渗透率可再生能源并网已成为未来配电网的显著特性。可再生能源具有随机性和间歇性,其高比例并网带来的不确定性、双向潮流等因素会导致供电可靠性降低、电能质量恶化、配电网运行经济性和安全性降低等问题。主动配电网对可控资源进行控制,使其主动参与系统运行,抵御可再生能源并网带来的不良影响,确保系统运行的安全、高效、稳定。主动配电网无功优化技术,是实现配电网主动控制和管理的关键技术之一。论文围绕主动配电网无功优化技术展开研究,主要工作与取得的成果如下:第一、提出了自适应鲁棒无功优化方法。为降低传统鲁棒优化的保守度,引入了自适应鲁棒优化的思想,基于仿射数学构建了自适应函数。研究了潮流模型的近似线性化方法以获取节点注入功率与节点电压幅值的近似线性关系,基于该近似线性关系将节点电压幅值约束转化为节点注入功率约束,形成了自适应鲁棒电压约束;构建了自适应函数下的分布式电源(Distributed Generation,DG)容量约束,并通过多边形内近似的方法将该非线性约束转化为一组线性不等式;基于支路潮流模型构建了三相平衡配电网自适应鲁棒无功优化模型、基于节点注入功率模型和半定规划构建了三相不平衡配电网自适应鲁棒无功优化模型;最后给出了割平面求解策略。自适应鲁棒无功优化具有高鲁棒性、低保守度的优点,此外其实现了DG无功功率基于有功功率的自适应调整,为后续的DG实时控制提供了参考。第二、提出了“小时级”-“分钟级”-“秒级”的多时间尺度鲁棒无功电压控制策略。该策略综合了主动配电网中的有载调压变压器(On-load Tap Changer,OLTC)、并联电容器组(Capacitor Bank,CB)等传统设备和DG等新型设备,在“小时级”进行OLTC和CB的控制,在“分钟级”-“秒级”进行DG的控制。利用盒式不确定集表征DG有功功率、负荷需求的不确定性,构建了基于二阶锥规划的两阶段鲁棒无功优化模型,实现了对OLTC、CB以及DG的“小时级”-“分钟级”协调优化控制;针对“秒级”控制,分别给出了以减缓电压波动为目标的Q(V)模型和以经济性最优为目标的Q(P)模型。“秒级”控制决策的基准值由“分钟级”决策给出,从而实现了该层控制与“小时级”-“分钟级”控制的协调。利用列和约束生成算法进行两阶段鲁棒无功优化模型的求解,同时给出了基于潮流计算的迭代算法和割平面算法分别用于Q(V)模型和Q(P)模型的求解。第三、构建了“配电网分区-分布式优化”的技术框架。主动配电网中不同节点间往往具有不同的耦合特性,在网络分区时若将耦合度高的节点划分至同一子区域,耦合度低的节点划分至不同的子区域,则实现了“高内聚、低耦合”的区域划分。基于该种分区方法,子区域间表现出高稀疏性的特征,反映到分布式优化中则会提高边界信息交互效率,加快分布式计算速度。引入电气距离进行节点间耦合特性表征,进而构建了“子区域内聚合度”、“子区域间稀疏特性”、“子区域个数”以及“子区域内物理联通特性”的分区指标以及基于该指标的配电网分区模型;构建了“虚拟负荷”用以描述任一子区域下游所有子区域的负荷特性,将“虚拟负荷”引入分布式计算的边界条件,改善边界信息交互效率,提升分布式计算速度。在配电网分区与虚拟负荷的基础上,建立了以经济性最优为目标的主动配电网分布式无功优化模型,并利用交替方向乘子法进行求解。第四、提出分布式多时间尺度鲁棒无功优化模型和求解算法。主动配电网规模庞大、运行工况复杂、网络拓扑多变,集中式的优化运行控制方法在计算资源、存储资源以及通信带宽等方面有着巨大压力。计及不确定性因素,基于“配电网分区-分布式优化”框架和二阶锥规划构建了主动配电网分布式多时间尺度鲁棒无功优化模型;提出了基于仿射传播聚类算法的配电网分区方法,该方法仅通过自身学习即可实现配电网分区,具有良好的工程应用价值;利用保守度可调的多面体集表征不确定性因素,引入考虑“虚拟负荷”的边界条件提升信息交互效率;基于交替方向乘子法与列约束生成法耦合的思路进行模型求解,交替方向乘子法给出了分布式求解框架,列约束生成法进行各子区域的两阶段鲁棒优化问题求解;考虑到交替方向乘子法求解含有离散变量模型时收敛性难以保证,引入了交替寻优过程进行算法改进,实现了分布式多时间尺度鲁棒无功优化模型的高效求解。最后,本文采用了IEEE13、IEEE33、IEEE123和PG&E69系统对所提模型、算法以及策略进行了测试分析,验证了模型的有效性、算法的准确性和策略的适用性。