随着电力系统大规模互联,在提高资源利用率的同时也带来了复杂的无功电压控制问题。通过对系统节点电压进行监测和无功电源的控制,使电压运行在允许范围内,不仅有利于保证系统运行的电压质量,而且能够提高系统的安全性。分级电压控制是提高电力系统电压质量的重要手段。在分级电压控制方法中,无功电压分区是关键问题之一。复杂网络的社区结构与无功电压分区具有很大的相似性。本文基于社区结构理论中的社区挖掘思想对电力系统无功电压分区的方法进行研究,主要研究内容如下:(1)提出基于线路无功潮流介数和社区挖掘的无功电压分区方法。该方法首先根据发电机与负荷节点间的无功电压灵敏度关系计及PV节点准稳态物理响应,在保证发电机节点对分区内负荷节点电压控制作用的前提下,运用计算得到的灵敏度进行电力系统无功电压的预分区。其次,提出线路无功潮流介数用于分区的合并过程以保证分区的无功耦合性,基于电力系统无功潮流追踪方法实现线路无功潮流介数的计算。然后,运用线路无功潮流介数确定弱耦合线路,根据相邻分区间存在的非弱耦合线路对相邻分区进行合并得到最终的无功电压分区。最后,运用提出的分区无功平衡度指标判断分区结果的无功平衡性。仿真结果表明,所提方法能够在确保分区内发电机节点对负荷节点的电压控制情况下较好的保证得到的无功电压分区的无功耦合性和无功平衡性。(2)提出基于无功源-荷介数和社区挖掘的无功电压分区方法。为计及无功电源输出的无功功率对无功源-荷节点对之间传输路径上的节点电压产生的影响,提出用于衡量无功电源和负荷的节点对之间无功耦合程度的无功源-荷介数。基于无功源-荷介数和复杂网络社区结构理论提出用于电力系统无功电压分区的无功耦合模块度函数。针对传统社区挖掘方法在寻找社区结构过程中累计移除高介数边所枚举的状态数量过少,不能保证能够得到最优的无功电压分区结果的缺点,以提出的无功耦合模块度最大为目标函数,各分区的连通性和静态无功平衡为约束条件建立基于社区挖掘思想的无功电压分区优化模型。运用遗传算法求解提出的无功电压分区优化模型。仿真结果表明,所提方法能从无功传输的角度确保分区的全局最优性,同时在负荷小范围增长的情况下,分区具有一定的稳定性。