本论文综述了灵活交流输电系统及统一潮流控制器的发展历史、现状和发展前景,以及对我国电力事业发展的意义。统一潮流控制器(UPFC)是灵活交流输电技术中最重要、最有应用价值的装置,可同时对电力系统的多个控制目标进行快速有效的控制。论文详细分析了统一潮流控制器的基本结构和工作原理。采用开关函数法建立了电压源型变流器的数学模型,并推导了统一潮流控制器在abc三相坐标系和dq旋转坐标系下的数学模型,该模型考虑到直流环节电容储能的动态变化过程,从而使其更适合于系统的动态特性分析。本文讨论的UPFC控制采用基于两相旋转坐标系下的非线性解耦控制方案,在UPFC的精确模型下具有可快速跟踪给定值的优点,且在dq坐标系下可以实现有功和无功功率的独立控制;在电容电压PI调节中加入电流反馈,使其更接近真实值。在MATLAB/SIMULINK的环境下,建立了包含UPFC模型的试验系统数字仿真平台,对UPFC的稳态和动态调节性能进行了验证性的仿真分析,仿真结果表明本论文所推导的统一潮流控制器数学模型以及控制策略的正确性,能够实现UPFC的各种基本控制功能,包括并联侧无功功率补偿、线路潮流控制、直流侧电容电压稳定。从仿真结果看,直流电容电压在扰动时恢复到设定值的响应快速,而且可以实现有功和无功功率的解耦控制。