高压直流输电系统本身无法传输无功功率,其大量馈入使得受端电网承受无功冲击的能力变弱,电压稳定的问题愈发严重,进而容易引发直流逆变站发生换相失败,可能诱发整个系统的崩溃,因此在逆变站配置大容量动态无功补偿装置就尤为重要。本文针对直流输电弱受端系统的无功及电压问题,根据交直流系统稳定运行的要求,分析新一代同步调相机接入受端逆变站对交直流系统的影响,并进一步就其在无功补偿中出现的不足对励磁控制做研究改进。首先利用同步电机的方程分析影响各阶段同步调相机输出特性的关键参数,得出调相机无功输出与电机参数的一系列规律,并且根据仿真结果来验证理论分析的正确性,为后续仿真模型搭建时同步调相机参数的配置奠定基础。其次在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件中搭建高压直流输电系统,针对逆变站两侧交直流系统各种故障引起的电压不稳定问题,仿真研究直流输电系统逆变站加装调相机前后各电气量的变化情况,来分析同步调相机对交流系统的电压支撑、抑制逆变器换相失败以及维持直流系统有功输送的提升能力。在本文研究的高压直流输电系统中,加装同步调相机后为保证不发生换相失败而允许降落的电压幅值可提升一倍,并且调相机还可以在电压上升时从系统吸收无功功率,降低系统过电压。这些结论可证明新一代同步调相机能满足高压直流弱受端系统故障期间逆变站对动态无功的需求,维持系统平稳运行。最后针对新一代同步调相机在无功补偿中出现的不足对其励磁控制系统做进一步的改进,结合PID控制和模糊控制理论,采用模糊PID控制系统对同步调相机这一非线性系统进行实时控制,通过交直流不同故障来验证所设计的模糊PID励磁系统的控制效果。