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随着我国电力系统的发展，大区性电网将逐步互联，系统规模将进一步扩大。但全国联网在带来巨大经济利益的同时，也对大电网互联的电力系统运行带来一系列的新问题，选择合适的电网互联方式值得研究。 目前主要的电力系统异步联网设施，除了已发展50多年的高压直流HVDC“背靠背”装置外，后又出现了功能更良好的轻型 HVDC（VSC-HVDC）构成的“背靠背”装置，它们皆基于由电力电子器件组成的换流器技术。近几年，实现异步联网的技术措施有了新的进展，出现了一种性能优良的机电型异步联网装置，即“面对面”式基于变频变压器（Variable Frequency Transformer,VFT）的新装置。该装置已引起广泛关注，有必要对其特性进行详细研究。 本文根据VFT装置的基本原理，建立了这一新型设备的数学模型，并进行将其应用于不同电网运行状况下的特性分析。分析的特性主要包括VFT装置对电网异步互联、传输功率稳定控制、故障隔离等方面的影响与作用。分析表明，VFT装置具有独特而良好的电网异步互联性能。 为考察VFT装置与其它可行互联设备特性的差异，论文将VFT装置与“背靠背”直流输电和统一潮流控制器（UPFC）装置进行对比分析。分析表明，VFT装置一定程度上具有的优势，可为电网异步互联提供一种新的选择。 从电力系统一次调频出发，论文最后提出了VFT辅助一次调频的控制策略，并设计了VFT辅助一次调频控制器，探讨了VFT对电网一次调频的辅助作用；同时，建立了考虑系统自身调频过程的微型电网与大系统并联运行模型，用于研究VFT在微型电网与大系统并联运行时的积极作用。 论文研究结果表明，VFT装置对于电网异步互联，提供了一种新的可供选择的方式。VFT装置在能够保持区域电网间实现异步互联的同时，可对区域电网或微型电网考虑调频过程的动态性能改善发挥积极作用。 本文工作得到国家自然科学基金项目（50877014）的资助。