中国“三北”地区拥有大量的风电资源,风电接入电网容量均建造的规模比较大,但是风电场大多分布在距离负荷中心较远的偏远地区,这些地区电网强度低,对来自电网的扰动抵抗力较弱。因此为将偏远地区的风电资源输送至东部地区,提出风火打捆经特高压直流输电系统。风火打捆特高压直流输电系统的建立,令送端电网电压等级多、网架结构复杂加上可在生能源渗透率高的特点,使得研究提高风火打捆直流外送系统送端电网安全稳定性具有重要意义。本文主要研究风电、火电联合发电直流外送系统的无功补偿方案,具体研究内容如下:首先建立双馈式风力发电机(DFIG)数学模型、火电机组(同步发电机)数学模型以及单极特高压直流输电系统(UHVDC)数学模型,提出风火打捆直流外送模型,并对所提出的模型进行暂态稳定性分析。其次,分析SVC与SVG不同的无功补偿原理及其相应的控制策略,根据分析结果提出不同的无功补偿方案,并在DIgSILENT软件中验证所提出的不同无功补偿方案对系统暂态电压稳定性的影响,最后得出最优无功补偿方案。第三,对所建模型的风火打捆特高压直流外送系统中的风电场汇集母线进行静态电压稳定性分析,利用DIgSILENT软件中的DPL语言绘制PV/QV曲线,分别得出风电场汇集母线的电压变化量与无功变化量,然后将所得量值与联合评价指标相结合,计算出所建立模型中的最薄弱的母线。最后,分别对风电汇集母线最为薄弱母线进行静态电压稳定与暂态电压稳定分析,并研究提高静稳与暂稳的措施。其中,静稳主要通过加装无功补偿装置来提高稳定极限;暂稳方面,分析不同故障类型下各风电场汇集母线处暂态电压稳定特征,通过加装最优无功补偿方案提高薄弱母线暂态电压稳定性。