高压直流输电系统中,对于弱受端电网,馈入的直流越多,直流换相失败及电压稳定等问题越严重。直流系统本身无法向系统提供无功,换流站装设大容量动态无功补偿装置显得尤其重要。依据高压直流输电系统对无功要求,本文在高压直流输电系统换流站母线接入大容量调相机,研究调相机对高压直流输电系统电压稳定的影响。本文首先对高压直流输电系统的运行机理和换流站消耗无功的原因和特点进行分析,研究其无功补偿原则,为后续的调相机研究奠定基础。对调相机的结构及工作原理进行了介绍,在此基础上,分析了同步调相机的实用模型;针对传统调相机的缺点,通过仿真,研究了调相机暂稳态参数的改变对调相机进迟相能力和强励时响应速度的影响,并且根据仿真结果对调相机提出改进建议。针对高压直流输电系统电压暂降和换相失败故障引起的系统电压不稳定问题,对比研究了接入调相机、SVC之后对稳定系统故障电压的效果。仿真结果表明:稳定运行期间,调相机和SVC都可以自动调节无功功率来维持系统电压在额定值附近。三相对称电压暂降期间,调相机可提供充足的无功功率来维持高压直流输电系统电压稳定,且优于SVC的稳压能力。调相机和SVC都可以很好的解决三相对称暂降后电压恢复时发生的换相失败问题。对于不对称故障导致的换相失败,调相机和SVC都提高了直流电压恢复的速度。调相机在运行过程中存在过励和失磁故障等问题,研究了上述故障情况下对高压直流输电系统造成的影响程度。仿真结果表明:过励倍数较小时,对高压直流输电系统的电压基本没有影响;过励倍数较大时,整流后的直流电压波动较大。逆变侧调相机失磁故障后,HVDC系统交直流电压都有一定的降低,但是不会导致逆变侧换相失败。