随着我国经济的高速发展,社会电能需求量不断加大,为进一步提高电力系统的稳定性、灵活性和电力资源分配的均衡性,分布式发电、区域电网互联、智能电网等技术应运而生,从而对潮流控制技术提出了新的挑战。众所周知,FACTS为电力系统潮流控制提供了丰富的调节手段,其中最具代表性的是统一潮流控制器(UPFC)。但是,UPFC的特殊拓扑结构使其内部故障电流易于扩散,高压大功率器件的大量使用增加了器件损耗,提高了绝缘要求。此外,投资成本高,维护难度大等局限性制约了UPFC的大规模实用化。分布式潮流控制器(DPFC)在此基础上应运而生,它不仅具有UPFC相同的潮流控制性能,而且具有更灵活的调节方式。其容量小、成本低、易于维护等特点使得DPFC比UPFC有更广泛的应用前景。本文从DPFC的控制特性分析、控制器的建模、潮流控制性能的仿真验证、DPFC装置的软硬件方案设计等方面展开了研究。首先,深入分析了DPFC的等效电路模型,研究了DPFC串、并联侧之间运用电力线路传输三次谐波有功功率的原理,分析了DPFC串、并联侧装置的各种运行方式。通过潮流控制器数学模型的建立与推导得到了DPFC的基波潮流控制范围,三次谐波的引入可使得控制范围扩大。其次,从整体的角度出发,提出了基于DPFC的三级控制方案:将控制等级分为调度级、系统级、装置级,规定了各级之间的信号传输内容与方向。根据DPFC的基本原理,基于比例积分控制方法建立了并联侧与串联侧的控制器模型。在PSCAD/EMTDC中搭建了DPFC应用算例,完成了潮流控制的仿真,结果表明:DPFC可对电力线路的稳态有功、无功功率进行独立地调节;在短路故障时可减小线路的功率扰动,提高系统暂态稳定性。最后,按照数据采集、A/D转换、电气参数计算、控制策略实现、存储及通信的流程,设计了DPFC串联侧单元的硬件与软件架构方案,提出了应用于电力系统的快速测频算法,验证了单相锁相环在装置中的应用效果。基于DPFC串联侧单元的安装位置特殊性,设计了基于电力线载波通信与WAMS系统参数反馈的闭环通信系统,实现了DPFC的整体闭环控制。