基于电网换相的高压直流输电(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)系统大批使用半控型器件,系统在遇到扰动或是故障下可能会导致换相失败,从而耗费大量无功。在馈入交流系统强度较弱、电压恢复特性又较差的受端系统中,通常会考虑加装动态无功补偿设备来改善系统的运行特性。同步调相机SC(Synchronous Condenser)与静止无功补偿器SVC(Static Var Compensator)、静止同步补偿器STATCOM(Static Synchronous Compensator)等无功补偿设备相比,具有无功输出受系统电压影响小、能为系统供给短路容量及可短时间强励提供动态电压支撑等优势。这些特性更符合系统在暂态过程下对动态无功的需求,由此调相机也更广泛地应用在受端换流站中。为了抵御受端换流站发生换相失败,同时解决受端缺乏动态无功储备和电压支撑的问题,论文提出了一种直流控制保护系统与调相机的协调控制策略。首先,论文分析了含SC的LCC-HVDC系统受端换流站模型,研究了当前换流站的无功调节特性及SC的运行特性,推导出调相机端电压与励磁电流If的关系式;其后,提出一种含调相机的直流受端换流站多工况下三模式协调控制策略,包括系统投切站内无功小组时,调相机提前作用防止暂态电压超出限制的无功小组投切控制模式、调相机与站内电容器组协调配合,拓宽AVC指令调节区间的AVC控制模式以及故障下通过励磁电流前馈来减小换相失败发生概率的暂态控制模式。最后,根据祁韶(酒湖)工程参数,在PSCAD仿真软件中搭建了±800kV直流输电系统模型,对论文提出的无功协调控制策略进行了详细的仿真分析与验证。仿真结果表明,论文提出含调相机的无功协调控制策略有效解决了投切无功小组时存在母线电压超出限制值的风险、拓宽了 AVC指令的调节范围以及有效减小了受端换流站发生换相失败及后续换相失败的概率。策略改善了含调相机的受端系统运行特性,有利于交直流系统的快速恢复。