多功能柔性功率调节器(FPC)是一种用于提高电力系统稳定性的新型FACTS装置,它由大容量低速飞轮储能系统、空载双馈电机(DFIG)和作为交流励磁电源的电压源型双PWM变频器组成,它将飞轮储能技术和传统的同步调相技术有机地结合在一起,同时采用交流励磁和矢量控制等先进技术进行控制。这种装置用于电力系统,将具有储能、发电、调相等多种功能,将其用于电力系统的稳定性控制,可实现有功功率和无功功率同时双向大范围快速解耦调节,且与传统同步调相机相比,FPC具有更好的进相运行能力,无功调节范围更宽,有利于增强电力系统的稳定性。本文以FPC及其控制系统数学模型的建立和FPC的稳态和动态特性研究为主要目的开展研究工作。论文综述了FPC提出的背景及其关键技术的发展概况,介绍了FPC的基本结构和工作原理。论文建立了FPC系统的数学模型。其中分别建立了用原始参数和电机参数表示的电机本体方程,还采用交流励磁控制中常用的定子磁链定向的矢量控制策略建立了FPC励磁控制系统的数学模型。最后,论文在所建立数学模型的基础上,对FPC的稳态和动态特性展开较详细的研究。分析了它的不同稳态励磁状态和四象限励磁调节特性,对有功无功功率的调节范围及其静态稳定性也进行了探讨;论文还分析了FPC不同的动态运行状态及其在不同状态下的功率平衡关系;验证了FPC较好的动态响应能力和四象限功率快速解耦调控能力,从而也验证了FPC系统的合理性、有效性和可行性。