充足的动态无功储备对维持电力系统的暂态电压稳定、提高系统抗干扰能力至关重要。随着风电等新型能源的快速发展,我国三北地区已经成为典型的风电高渗透率电网。随着风电的大幅度增加,常规电源开机方式有所减少,风电机组的运行特性对系统安全运行的影响加大,给系统的电压支撑能力造成不利的影响。为保证风电高渗透电网的安全稳定运行,系统实时需要具备充足的动态无功储备。本论文重点分析了各类元件对电力系统暂态电压稳定的影响机理,提出在风电集中接入地区配置充足动态无功补偿的必要性。在此基础上提出了区域动态无功储备的评估及薄弱环节相关的有效动态无功储备评估及优化算法。论文的主要工作可以归结如下:系统的分析了发电机、负荷的无功电压特性以及高压直流输电、各类型无功补偿设备对电网暂态电压的影响机理。分析了包括风电场在内的单一无功元件的动态无功储备计算方法,提出了分区域进行电网无功储备评估的思路。针对分区域系统,提出了分区主导无功源以及电压稳定薄弱断面的识别方法,进一步简化了无功备用储备优化的技术难度。提出了与系统薄弱环节相关的有效动态无功储备评估工程实用化计算方法和步骤。基于暂态稳定计算,统计各有效动态无功源在暂态过程中的无功变化情况,得到该薄弱环节的有效无功储备。基于动态安全预警平台及电力系统综合稳定分析程序(PSASP),将上述理论方法实际应用于蒙东通辽地区电网,实际筛选出动态无功储备不足的电网薄弱环节,得到对薄弱环节电压支撑能力最有效的动态无功电源组及有效动态无功储备,验证了算法的有效性。并进一步研究了对通辽电网薄弱环节关键节点影响较大的庆丰风电汇集系统集中接入局部地区电网的无功电压优化控制方案及改善该地区动态无功储备的策略。根据系统接网特点,优化了风电汇集站需要配置的无功补偿容量、类型及分组选择;提出了综合考虑风电场、风电汇集站的无功电压优化控制策略,在保证基本的静态无功电压指标的基础上,使系统具有尽可能多的动态无功储备容量。