电网是关系国民经济的重要基础设施,是电力传输的载体和能源资源优化配置的重要平台。特别是随着清洁能源的加快发展,以及电网智能化技术的推广应用,电网的作用越加凸显。由于我国依次能源与生产力呈逆向分布,且能源生产远离用电负荷中心,为了满足经济社会发展不断增长的用电需要,对加强电网互联和灵活控制,提高电网优化配置能源资源的能力提出了更为紧迫的要求。变频变压器在这一背景下研发出来,在我国未来电网发展中能够发挥积极的作用。变频变压器是一种串联型的灵活交流输电系统设备,也是一种新型智能电网设备,具有平滑调整输送功率、抑制系统低频振荡、调整系统频率等功能,能够实现不同频率电网之间的异步互联,优化调节并联输电通道的输送功率及分配比例。有利于增强电网互联输电能力,提高电网运行控制的灵活性和电力系统的安全稳定水平,在构建坚强、智能、高效的现代大电网中可以发挥重要作用。本文首先详细的介绍了变频变压器的基本理论,对其稳态和暂态的数学模型进行了分析,推导出系统稳定运行的条件以及所需驱动转矩的表达式,并在PSASP中建立了稳态潮流和机电暂态仿真模型。在此基础上,提出了变频变压器控制策略及模型,包括直流驱动系统控制设计,装置控制设计以及系统控制设计。接着根据变频变压器的稳态潮流方程反映出的输送功率、等效相位移的关系和潮流稳态模型,完成了变频变压器在电力系统中的潮流仿真,说明了变频变压器在电力系统中具有良好的适应性。还利用变频变压器的功率调节功能为抑制互联系统低频功率振荡进行了仿真,结果表明阻尼效果明显,有利于提升电网安全稳定水平。最后在电力系统电磁分析软件PSCAD/EMTDC中建立了变频变压器与风电网互联的仿真模块,利用变频变压器频率调整的手段对其进行仿真,仿真表明了变频变压器在风电并网也有着重大的发展前景。