随着社会的不断进步，经济的飞速发展，现代电网成为世界上最庞大和最复杂的人造系统之一。它利用电网的互联逐渐形成一个巨型的电力系统，为能源的远距离传输打下了坚实的基础，不但提高了供电系统的可靠性，而且实现了电力资源的优化配置和规模效应。为了保证现代电网的安全运行和电能质量，柔性交流输电技术应运而生，其对整个输电系统的相电压、相位角、功率潮流等多个方面进行控制，使电力系统的各项性能得到提升。在柔性交流输电系统中，统一潮流控制器是功能最强大，特性最优越，且最具发展潜力的新一代柔性交流输电装置。而双级矩阵变换器作为一种新型的电力电子器件，以其优越的电气性能(能量可以双向流动，输入功率因数可控，稳定的输出性能等)，完全可以满足统一潮流控制器的需求，而且相较于传统的统一潮流控制器装置，双级矩阵变换器省去了直流环节的电容，不但使系统结构变得紧凑，体积减少，节约了装置成本，还提高了系统的可靠性。论文首先介绍了双级矩阵变换器的基本结构，分析了整流级和逆变级的控制策略及其低频开关函数，然后对基于双级矩阵变换器的统一潮流控制器进行了深入的研究。论文主要研究对象是统一潮流控制器串联侧TSMC的逆变级，搭建了其在三相静止坐标系下系统的数学模型，并进行坐标转换，对其在两相静止坐标系下的模型采用电压环、电流环的双闭环控制策略，并针对电压外环、电流内环采用PI控制器，实现了电流、电压之间的解耦控制。在此基础上，提出在基于TSMC的统一潮流控制器串联侧采用电流预测控制策略：在每一个采样周期内，根据质量函数，利用潮流给定值和TSMC逆变级8个开关状态产生的不同的电流预测值，来确定下一个采样周期的开关信号，从而实现对线路潮流的控制。最后，通过MATLAB软件搭建了系统的仿真模型,仿真结果表明预测控制策略可以快速调节线路潮流，有效地提高系统的动静态性能。并搭建了双级矩阵变换器的实验平台，利用DSP2812对其进行控制，证明了双空间矢量调制策略的正确性。