本发明涉及电力系统运行控制技术领域，公开了一种基于有功无功协调优化的输电网电压双层控制方法，包括构建输电网可调度资源的有功无功耦合模型；构建线路网架的交流潮流方程，通过二阶锥松弛的方法将非凸的潮流约束方程转化为可以求解的二阶锥优化问题；将构建的有功无功耦合模型出力限制与松弛得到的线路交流潮流限制相结合，以各节点电压偏差最小化与调度成本最小化为目标函数，求解多目标函数的混合整数二阶锥优化问题，得到各设备的出力值；构建双层电压控制模型，实现输电网电压的控制。与现有技术相比，本发明将交流潮流的二阶锥松弛方法拓展到输电网电压控制中，并通过日前前瞻调度与日内滚动优化相结合，从而得到更加准确的调度结果。