在我国,西部的能源资源多而负荷少,东部能源少而负荷多,为顺应政策并解决这一问题,国内随之开始研究特高压直流输电技术。就远距离输电而言,在电压等级、输电容量持续提升的同时,由于动态无功补偿不足的原因,故障的出现可能导致电网的崩溃。因此,我们应该高度关注无功补偿与电压支撑的环节,研究弱受端的电压支撑策略,以保证受端电网的稳定性与可靠性,使得特高压直流输电系统具备更强的动态性能,更为稳定、安全。根据上述背景,本文以±800kV酒泉-湖南特高压直流输电系统为研究对象,选择大容量调相机及其励磁系统在特高压直流输电系统中的动态控制和稳定性为主要研究内容。首先详细介绍了输电技术的现状,以及同步调相机与直流输电系统的关系,再指出调相机在无功支撑方面的优势。根据工程实际需求,对大型隐极机类型调相机的运行原理及主要结构,调相机的励磁控制策略(主要为电压闭环控制)进行分析。尝试对调节速度快、可控性强的调相机启动与并网过程进行研究,并分析调相机典型故障下动作特性,给出送端极闭锁故障下的仿真运行特性。结合相关的工程参数,在PSCAD/EMTDC内搭建酒泉—湖南的特高压直流输电系统与其控制系统的仿真模型,再根据调相机的运行特性的要求,搭建大型同步调相机的仿真模型,在受端换流母线设置不对称故障等工况展开标准化的仿真实验。最后,本文通过分析馈入交流系统强度不同和在直流侧正极接地故障下有无调相机作无功补偿时的UHVDC系统受端换流母线电压稳定特性,指出当联于弱交流系统时,UHVDC系统存在直流功率波动易引起母线电压失稳等诸多问题,且调相机的加入能够提高交流系统强度。与SVC等其他无功补偿设备相比,同步调相机具有一个显著的优点,其能够在瞬时间发出大量无功以效抑制换相失败的发生,在暂态过程中,其强励提供无功输出以提高故障后系统的电压恢复速度。在稳定运行状态下,调相机能够进行无功连续调节,产生容性或感性无功。因此,在“强直弱交”的系统中同步调相机比其他无功补偿设备更好地加强了电网电压的稳定性。