由于县级变电站缺乏自动电压控制手段,张家口地区13个县共计148座县级35k V变电站的母线电压控制主要依靠值班员的经验判断,再由人工遥控完成,工作繁复,操作量大,这种模式越来越不适应智能电网运行的要求。面对县级电网日趋严重的电压问题,将地、县电压进行统一协调控制是解决问题的关键所在。本文提出对张家口传统的自动电压控制系统进行升级改造,实现张家口所辖13个县调变电站的图模整合,并结合实际采用独特的电压控制方法,完成了包括县级电网在内的地县一体化无功电压整体协调控制策略的研究。首先,在目前的管理模式下,以地调能量管理系统的电网图模为基础,根据张家口地县调度范围划分确定边界,研究地、县两级电网图模的拼接整合,提出了将图模文件转化成结构化共享内存数据的方法,提升了模型访问的效率,采用了深度优先搜索算法对图模进行遍历拓扑,实现了图模的自动拆分与整合,以支撑全网的拓扑分析与电压优化。其次,在地县一体化电压控制中,对地县电网提出基于“自适应分区”的分区控制模式,根据电网当前拓扑关系与运行方式进行分析,以电网实际电气连接关系来自动划分控制区域,实现了自动生成跨220k V-110k V-35k V三个电压等级的地县一体化协调控制区,以适应网架结构多变的张家口电网。最后,进行地县一体化无功电压控制策略的研究,一是综合考虑全网变电站及发电厂内无功投入和备用情况,在满足电压安全性约束的条件下,基于网损最优的全网优化计算,得到分区中枢母线电压优化目标值;二是以全局电压优化给出的目标值为前提,结合变电站“面向多目标”的站内控制目标,提出基于“专家规则”的变电站站内电压控制策略,通过计算生成对设备的实际动作指令;同时,需要考虑对已经生成的上下级变电站站内动作策略进行协调,防止由于上下级策略的相互影响导致设备不必要的动作。地县一体化自动无功电压控制系统的投运,既提高县级电网的无功裕度和电压质量,又减少运行人员的工作负担,降低设备动作次数,具有良好的社会和经济效益。