本文通过对甘肃电网电力负荷特性和典型运行方式下330kV超高压电网潮流综合计算分析后，指出了甘肃电网目前存在的主要问题。结合统一潮流控制器(UPFC)现有的研究成果和调控手段，提出在甘肃电网部分线路上装设统一潮流控制器后，提高线路的输送能力，优化电网潮流。疏通功率阻塞通道，防止母线电压越限，从而使电网变得更加柔性，创造较大的安全运行区域。使甘肃电网成为西北电网名副其实的的功率交换枢纽。 由于电力系统本质上呈非线性，UPFC本身也是一个多控制变量的非线性子系统，本文阐述了UPFC的串联补偿、移相、端电压调节和并联补偿的方法和原理后，在控制律的设计问题上，着眼于主要控制目标，提出采用简单、可靠的相对增益矩阵方法进行解耦，确定UPFC的最佳变量匹配关系，简化UPFC控制律的设计。提出在基于本地测量参数的UPFC的应用级控制中采用“无功电流控制”和“电压注入控制”的模式。 根据由电路定则决定的受端系统有功功率、无功功率和母线电压三者之间存在的制约关系，绘制出了输电线路的电压—有功特性曲线和电压—无功特性曲线，运用特性曲线确定线路输送功率，分析在UPFC作用下输电线路达到功率极限的情况下系统的稳定和安全裕度。 最后通过在兰州西变至银城变的330kV超高压西银线和平凉电厂至定西变的330kV超高压平定双回线装设UPFC后用MATLAB进行仿真，运用UPFC的移相功能时关断系统不需要的环流，在运用UPFC的移相和端电压调节复合功能时，将线路输送的功率极限成功地突破了电压降极限的限制，提高到了输电线路的热极限功率。仿真结果证实了本文的讨论和UPFC控制系统的有效性。 因此，具有较高的理论价值和广泛的应用价值，将为甘肃电力系统的规划设计和安全调度提供技术支持或帮助。