风力发电作为清洁能源的一种重要形式,其装机容量近年来在全球范围内急速增长,且已成为相当规模的一个产业。在促进世界能源结构重大转型的同时,风电的随机性、间歇性,以及风电机组本身的特性使得风电的大规模接入给电力系统的安全经济运行带来诸多问题,电压稳定问题就是其中之一。为保证包含大规模风电场的电力系统静态电压稳定和动态电压稳定,本文从风电场出力相关性的研究入手,利用相关性理论更加准确的认识风电出力规律,在考虑地区性风电场出力相关性基础上制定稳态运行条件下的无功补偿策略,以保证静态稳定约束条件下的系统电压稳定,随后考虑系统发生大扰动下暂态过程节点电压稳定情况,在稳态运行工况的无功补偿基础上进行深入分析,得到进一步考虑经济性和动态电压稳定约束的无功补偿方案。本文主要研究内容包括以下几点:(1)引入了混合Copula对两个地理位置相近的地区风电场出力相关结构进行描述,同时提出一种Copula模型评价方法,探索采用混合Copula相较于采用单一类型Copula在描述风电出力相关结构方面的优越性。(2)分析了采用混合Copula在对基于风速、风电出力计算值、实际风电出力数据集的相关结构进行描述时的优劣,同时针对直接采用风电实际出力数据建立Copula模型时建模不准确或数据不完全的问题,探索了不同风电场出力控制策略对相关结构的影响,并提出一种经验风电出力分配策略,对风电出力计算值进行修正,得到更具实用性的风电场出力相关结构模型。(3)将地区风电场出力相关结构的实用模型应用于基于典型场景划分的电力系统概率潮流计算中,并利用计算结果进行以电容器为补偿设备的稳态运行条件的无功补偿。同时,提出了一种对无功补偿点进行选择的方法,并基于选点结果进行容量优化,确定不同场景和负荷水平下电容器的投入组数。(4)考虑系统的动态稳定性约束条件,提出了一种电压跌落越限程度指标用以在故障库中选择对电压暂态稳定性影响最大的严重故障,各场景严重故障下选择弱节点进行SVC无功补偿,基于补偿结果验证系统电压的动态稳定性。