随着特高压直流输电工程的迅猛发展,电网动态无功不足、电压稳定裕度小、转动惯量水平低等问题凸显。作为一种动态无功补偿设备,我国研制的新型调相机具有容量大、瞬时无功支撑能力强、暂态无功响应快、能提供惯量等优点,在特高压交直流混联系统中应用前景广阔。在此背景下,本文对受端调相机配置、调相机失磁保护及调相机接入后交流保护定值优化问题进行研究,内容如下:（1）针对受端调相机配置方法缺少理论支撑的问题,以系统电压稳定为目标,提出了调相机在单直流落点及多馈入地区的配置方法。首先通过定性分析直流系统暂态无功行为,得出其暂态无功需求会增大系统电压失稳风险。然后建立了调相机的无功出力模型。基于单直流落点的暂态电压稳定需求,为单点接入的调相机容量提出了实用计算方法。在此基础上,以系统暂态电压稳定和投资成本为优化目标,提出了基于NSGA-II算法的多馈入地区调相机配置方法。（2）针对当前研究忽略失磁调相机的次暂态作用导致失磁影响结论不全面的问题,分析得出了在系统不同运行工况下调相机失磁故障的影响。首先分析了不同工况下失磁调相机的无功行为,指出失磁调相机的次暂态无功响应能力。然后,基于实际特高压直流系统模型,分析了失磁调相机对系统正常运行、受端低电压工况和送端过电压工况的影响,并对比了失磁保护不同动作方式下系统各工况的运行状态,得出失磁调相机的次暂态无功对减少系统换相失败及降低暂态过电压的有利作用。最后,基于上述研究结论,为调相机失磁保护配置提出了建议。（3）针对现有保护方法灵敏性不足、未充分发挥失磁调相机有利作用的问题,提出了基于励磁电流差异特征的调相机失磁保护方法。首先分析了现有失磁保护方法在故障识别效果及保护动作方式上的不足。然后通过分析失磁过程,提出测量得到的实际励磁电流和由励磁磁动势计算得到的励磁电流存在差异的故障特征。接着构建了基于励磁电流差异特征的失磁指标及判据,优化了保护动作方式,提出了一套完整的调相机失磁保护新方法。最后,在实际特高压系统模型中验证了该方法在故障识别、减少换相失败以及降低过电压等方面的有效作用。（4）针对缺少调相机大规模接入后交流保护定值优化研究的问题,分析了调相机接入后交流保护的动作性能并提出了定值优化策略。首先分析了调相机短路电流的特殊性。然后在不同故障位置下,考虑调相机不同配置方案、不同配置容量及不同励磁水平等因素,分析了电网故障电流特征的变化。最后,基于距离保护、零序电流保护和电流差动保护的动作原理,分析了调相机接入对各类保护动作性能的影响并提出了相应的定值优化策略,并在华东电网仿真算例进行了验证。