近年来,随着远距离大功率交直流混合输电的不停发展、电力电子设备的广泛应用,负荷水平的不断增长,电力系统愈来愈趋向在其极限状态下运行,电压稳定性问题日渐突出。电力系统中各元件的运行特性都会对电压稳定产生影响,而负荷作为其中最直接、最重要的决定因素,对电压稳定运行起着至关重要的作用。目前,电压稳定性领域的研究大多集中在静态稳定分析方面,忽略系统中各元件的动态运行过程。为克服静态稳定分析的局限性,本文运用非线性动力学研究的分岔理论对电压稳定性进行分析,深刻剖析电压失稳机理及电压崩溃发展进程,重点研究各类负荷模型对交直流混联系统电压稳定性方面的作用和影响。具体研究工作内容如下:(1)以包含直流输电线路的单机单负荷交直流系统为例,运用延拓法分别在静态恒功率、恒电流、恒阻抗负荷模型、动态感应电动机负荷模型、综合Walve负荷模型、综合GNLD负荷模型下追踪其平衡解流形,并对各类型分岔点进行搜索与检测。在此基础之上,研究各类负荷模型中不同参数变化对稳定性的影响。(2)结合时域仿真法,在平衡解流形曲线的各区段进行时域仿真,对各类型分岔点所引起的不同失稳模式进行分析,进一步研究霍普夫分岔点、鞍结分岔点对电压失稳进程的影响;仿真结果表明,超临界Hopf分岔会引起系统的增幅振荡,导致电压失稳,而亚临界Hopf分岔在小扰动下会作减幅振荡,直至重新达到稳定状态,鞍结分岔点的出现将引起系统结构稳定性的改变,导致单调失稳,直至电压崩溃。(3)对新型同步调相机的动态特性进行分析,并建立其动态数学模型。以交直流混联的3机9节点电力系统为例,深入研究各类负荷模型对同步调相机无功补偿特性的影响,并与静止无功补偿器进行详细对比,分析同步调相机在交直流混联系统维持电压支撑、无功补偿方面的优势。采用双参数分岔分析,研究同步调相机各参数变化对二维分岔边界、电压水平、稳定裕度、无功补偿性能方面的影响,从而得到最有利于提高无功补偿性能的动态参数。