目前化石能源的逐渐消耗,光伏发电作为一种新能源发电方式越来越受到重视。随着光伏发电的渗透率越来越高,大型光伏电站的容量也越来越大,光伏占地面积也越来越大,造成电站内部节点电压越限问题也越来越严重。对此,本文将大型光伏电站作为研究对象,针对大型光伏电站的并网点电压和站内电压越限问题展开研究。本文首先建立以光伏发电单元(PV generation unit,PVGU)、箱式变压器、集电线路、主变压器以及高压交流传输线路组成的大型光伏电站的数学模型。在该模型的基础上,对光伏电站的并网点电压及站内电压越限问题进行理论分析,并通过仿真进行验证。在光伏电站的数学模型基础上,建立了以并网点电压和站内节点电压偏差最小、电站站内有功网损最小以及电站稳定裕度最大为目标的的多目标无功优化数学模型,并对该目标函数采用归一化处理。在功率约束方程,变量约束下利用改进的混沌粒子群算法对该目标函数进行求解。对于改进的混沌粒子群算法,将粒子进行二进制编码得到粒子的编码,并将粒子编码组合成向量组B,通过求解向量组B的秩判断粒子的多样性,并通过求解向量组B的极大线性无关组,找出极大线性无关组对应的粒子,将该粒子进行混沌变换,其余粒子按照标准粒子群算法进化。这样可以有效解决粒子群算法在算法后期陷入局部最优的问题。在一天内对光照强度进行分段,在分段光照强度下利用改进的混沌粒子群算法对光伏电站进行无功优化,使得光伏电站安全稳定运行。算法结果表明,改进的混沌粒子群算法比标准粒子群算法具有更强的发掘最优解的能力。针对光照强度连续变化的情况,采用分层多模式无功控制策略对光伏电站进行无功控制。该策略通过检测光伏电站并网点电压判断电站的运行模式。并网点电压大于设定阈值,表明光伏电站电压不存在越限问题,设定电站工作在单位功率因数并网模式;并网点电压小于设定阈值,表明光伏电站电压即将越限,设定光伏电站的光伏发电单元工作在Q(U)模式。通过检测光伏电站并网点电压与参考值比较,计算维持并网点电压需要的无功量,该无功功率由光伏发电单元通过相关公式计算以维持站内对应节点电压稳定得到,差额值由光伏电站的无功补偿装置补偿。仿真验证了该控制策略的正确性。