现如今,为促进新能源消纳和资源的优化配置,高电压等级、远距离的高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)在我国迅猛发展。由于我国能源与负荷中心逆向分布,决定了我国高压直流输电系统大量存在,形成“强直弱交”的电网架构。弱交流HVDC的存在会降低系统无功储备,恶化系统无功动态特性和电压稳定性。为此,提出在换流站母线处加装大容量的同步调相机(Synchronous Condenser,SC)作为无功补偿装置,它在系统故障时通过快速强行励磁,向系统提供无功功率支撑,提高母线电压调节能力,增强交直流系统之间的耦合作用。本文以HVDC送端换流站安装同步调相机为背景,研究弱送端HVDC发生故生障后同步调相机对系统电压恢复的作用。首先,明确交直流混联系统中“弱交流”的定义、剖析弱送端HVDC系统运行时存在的安全稳定隐患;在对HVDC系统组成、数学模型分析的基础上,阐述HVDC系统的无功消耗、无功功率平衡关系式。其次,阐述同步调相机系统的组成、工作原理及数学模型,基于电机、电路分析理论,建立端电压突变时同步调相机动态无功功率特性的解析表达式,分析同步调相机在稳态、暂态和次暂态动态过程中其参数对无功输出的影响。最后,在PSCAD仿真软件下搭建联于弱送端HVDC同步调相机的仿真模型,通过对是否加入同步调相机、以及分别加入无功补偿装置SVC、STATCOM进行仿真对比,论证同步调相机的动态无功补偿性能,确定同步调相机关键参数对无功输出性能的影响,为HVDC的无功配置及同步调相机的性能优化提供参考和依据。