统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)具有基于电压源型逆变器的串、并联混合结构,可通过相应控制策略实现对系统电压、电流以及功角的控制,对于系统运行状态的优化、系统暂态稳定的提高、系统的振荡的抑制均具有显著的作用。利用模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)可使UPFC摆脱开关器件对其应用场合的限制,使其在高压输电系统发挥出对提高电力系统运行水平的积极作用。子模块作为MMC换流器的最基本单元,是构成MMC换流器的基础。通过优化设计保证其能够在高电压、大电流的高频强电磁干扰环境下正常、可靠工作,是MMC换流器能够成功应用于高电压、大电流环境的基础和前提,具有非常重大的工程价值和理论意义。本文主要围绕UPFC中模块化多电平换流器阀组件结构的优化设计,特别是直流母线结构的低感设计开展研究工作。首先,通过对换流阀组过电压的产生机理分析,认为采用低感母线进而减小杂散电感能够有效的抑制过电压,并给出了杂散电感的计算方法;然后,根据UPFC的系统参数需求及设计边界设定,计算出主电路的主要参数,从而确定换流阀组件的主要元件参数,完成换流阀组件的结构设计。最后,通过AnsoftQ3D对阀组件进行建模,对采用普通铜排直流母线和低感母线情况下的杂散电感及电荷分布进行分析,确认采用低感母线对杂散电感的抑制效果,并通过对低感母线结构的优化设计,得到更小的杂散电感及均匀的电荷面密度分布。通过在AnsoftQ3D中的建模分析,认为优化后的换流阀组件具有较小的杂散电感数值,均匀的电荷面密度以及电流走向分布,换流阀组件的结构设计达到实际工程应用的要求。