近年来,随着我国能源互联网建设脚步的加快和大规模新能源并网,电力系统稳定性问题愈发突出,本课题组基于系统稳定破坏和功角之间的相互关系,提出了一种全新的电力系统稳定控制方法-换相序技术。换相序技术要求断路器具有分合速度快、开关时刻准确、断流能力大和耐压能力强等特点,为此,借助于电力半导体器件开关速度快、开关时刻准确的优点,本文基于绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）设计了一种新型交流固态断路器,并致力于提高断路器的开断能力和功率等级展开研究。围绕固态断路器,本文主要完成了以下工作:（1）应用并改进强迫换流技术,与固态断路器相结合,设计了一种强迫换流型交流固态断路器,有效抑制了断路器分闸过电压。为了减小IGBT硬关断感性工作电流造成的冲击电压,本文首先将直流输电中的强迫换流技术应用至固态断路器中,通过换流降低分闸过电压,但同时研究发现传统强迫换流技术缺乏合理的充、放电回路和预充电方案,并且具有导致IGBT端电压突变的缺点,为此,设计了改进型强迫换流电路,并在PSpice平台仿真验证了可行性与有效性;接着结合改进型强迫换流电路,详细介绍了新型断路器的结构和工作原理,并研究了断路器主要参数的设计原则;最后根据设计原则搭建了 110 kV/30 kA的固态断路器样机,,仿真数据表明,分闸冲击电压受到有效抑制,具有良好开关性能,可基本满足换相序技术对开关设备的性能要求。（2）详细分析了串联IGBT动态、静态不均压机理,并提出一种新型动态均压电路,解决了串联元件动态导通或关断过程中因驱动电压信号不同步导致的不均压问题。为了提高断路器耐压能力,将多个IGBT元件串联使用是简单有效的方法,而直接串联使用IGBT可能会因元件自身参数和外围电路参数不一致出现电压不均衡分配问题。为此,本文首先详细分析了串联IGBT动、静态不均压机理,并以此为基础提一种新型动态均压电路,通过降低驱动信号不同步程度提高各元件集射极电压动态一致性,并在PSpice平台上仿真验证了正确性与有效性。（3）详细分析了并联IGBT动态、静态不均流机理,并设计一种新型静态均流控制策略,解决了并联元件静态导通时因通态电阻差异导致的不均流问题。为了提高断路器通流能力,将多个IGBT元件并联使用是最为简单有效的方法,而元件自身参数和外围电路参数不一致会导致并联电流分配不均。为此,本文详细分析并联IGBT动、静态不均流机理以及相应均流技术,并提一种新型静态均流控制策略,通过调制电阻补偿各条并联支路等效通态电阻实现并联均流控制,在PSpice平台仿真验证了该策略的正确性和有效性。