西安西电电力系统有限公司曹洋团队在《电力电容器与无功补偿》发表论文《多端直流输电工程交流滤波器设计与无功补偿研究》，针对我国企业承建的海外某多端直流输电工程中面临的弱交流系统挑战，系统研究了高要求的滤波性能指标与无功平衡问题。该研究不仅提出了满足严苛滤波性能的交流滤波器配置方案，还明确了动态无功补偿的必要性，为同类多端直流工程的设计与实践提供了重要参考。
多端直流输电系统能够实现多个能源中心与负荷中心的灵活互联，但其技术复杂性远高于传统双端系统。论文以某海外在建三端工程为背景，重点攻克了其中一个连接弱交流系统(短路容量仅为3557 MVA)的换流站所面临的技术难题。该站频率为60Hz，采用北美惯例的IT乘积等性能指标，其谐波电压畸变率限值仅为国标的一半，设计难度极大。
研究团队首先明确了多端与双端系统在谐波源计算上的一致性，即谐波特性主要取决于换流站自身参数，与系统端数无关。基于此，通过详细的谐波电流源计算，识别出11、13、23、25等次谐波为主要治理对象。经过反复优化，最终提出了包含HP11/24、HP13/36、HP3次单调谐及并联电容器(SC)在内的组合滤波器配置方案。该方案成功将各项性能指标控制在限值以内，其中总谐波畸变率(THD)为0.79%，远优于1.5%的限值要求。
在无功补偿方面，研究揭示了弱交流系统在低功率运行时的特殊矛盾：为满足滤波要求而投入的滤波器会产生大量过剩无功，可能引发电压失稳。计算表明，在双极20%额定功率运行时，需吸收高达78.8 Mvar的无功。为此，论文建议配置2组±60 Mvar的动态无功补偿装置。该配置不仅能有效平衡系统无功，还能将滤波器投切引起的母线电压波动抑制在合理范围内，显著提升系统电压稳定性。
这项研究系统性地解决了弱交流系统接入多端直流工程时的滤波与无功补偿协同设计难题，所形成的设计方法与结论对推动我国高端电力装备“走出去”、承建国际复杂直流工程具有重要的工程指导价值。
