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柔性交流输电技术(flexible alternating current transmission systems,FACT S)相比传统控制技术具有响应速度快、控制方式灵活和输电线路的输送能力强等优点。统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)作为串并联混合型的第三代FACTS装置,可以快速有效地调节系统的电压、相角、潮流等方面,因此在电力系统中得到广泛应用。本文以基于模块化多电平换流器(modular mul tilevel converter,MMC)的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPF C)为核心,对MMC-UPFC本体内、外部故障特性分析、本体内部故障识别、本体外部故障渡越策略及故障渡越策略与线路距离保护的配合等方面进行了深入的研究。首先,本文介绍了 MMC-UPFC的基本结构、工作原理及等效的数学模型,然后根据实际工程中的MMC-UPFC结构,对MMC-UPFC本体内部故障进行详细的故障特性分析,考虑了几种典型故障:包括并联变压器网侧和阀侧、串联变压器阀侧、直流母线及MMC换流器内部IGBT发生故障,为MMC-UPFC本体内部故障识别与隔离奠定良好的基础。其次,依据实际工程中的MMC-UPFC结构及MMC-UPFC本体保护的需要,详细介绍了 MMC-UPFC本体内部各区域的保护配置及各类保护反应的具体故障;进一步,重点分析了较为特殊的串联变压器保护的适应性,提出一种新型串联变压器差动保护,消除了传统串联变压器差动保护的死区,提高了串联变压器差动保护的可靠性;重点给出了半桥子模块(halfbridgesub-module,HBSM)内部IGBT开路、短路故障识别和隔离对策,PSCAD中的仿真实验验证了所提故障识别和隔离对策的有效性。最后,针对MMC-UPFC本体外部故障后串、并联侧MMC均闭锁,UPFC完全退出运行这一现象,深入分析了闭锁原因,提出在直流母线上串联限流电抗器的故障渡越方法,PSCAD中的仿真实验验证了该渡越策略的可行性;通过PSCAD中的仿真实验,讨论了该故障渡越方法对线路距离保护的影响,同时针对不同的故障,给出了不同的配合方案。