近年来,随着我国交直流混联电网的不断发展,各地区对各级电力系统安全稳定运行的要求标准也逐渐提高,越来越多的地区逐步开始采用大容量调相机为系统提供无功支撑、提高电网运行的安全稳定性。大容量调相机可以在一定的范围内发出或吸收无功功率,形成与特高压线路无功电压特性的相互影响和弥补。本文针对大容量调相机在特高压直流受端电网中的投运以及应用进行相应的研究分析,研究大容量调相机并网运行方式,将其与电网中的其它无功设备统一协调优化,充分发挥大容量调相机无功调控能力,确保达到电网综合运行效益的优化,来进一步分析大容量调相机对省级电网无功电压的影响。本文所进行的主要研究工作如下:首先,针对电力系统无功优化所涉及的相关算法进行分析:电力系统进行状态估计时两种常用的基本算法;电力系统无功优化数学模型的特点,针对无功优化数学模型的一般构成及优化模型的一般性求解方法进行相关阐述;根据实际电网中变量的特性,对无功优化的处理方式做出一些优化改进。其次,构建含大容量调相机的非线性无功优化数学模型,以有功损耗与电压合格率作为目标函数。由于大容量调相机的主要用途是直流线路闭锁时的动态系统电压调节,为保障特高压直流受端电网的稳定性,增强特高压直流对连续换相失败的抵御能力,需要在换流站近区保留足够的无功裕度,因此在目标函数中加入局部电网的无功裕度。通过对电压-无功的稳态和动态相关性分析,利用稳态无功优化算法与动态小干扰稳定性的特征值分析法,筛选出调相机的周边机组,构成相应的局部电网,其中的发电机组与调相机间具有强相关性。计算无功裕度时,不再逐一考虑以换流站为中心的周边区域,而是直接计算以调相机为中心的局部电网的无功裕度。建立无功优化模型的求解算法,依据优化变量的不同特性,采用不同的算法交替处理待求的连续与离散变量,完成无功优化计算过程。最后,以河南电网作为算例,按文中建立的优化模型及优化算法,模拟省调AVC的运行性能,编写优化程序计算,验证本文所述含大容量调相机的无功优化模型的可行性与实用性。