統一潮流控制器(UPFC)：是一種功能強大、性能優越的新一代柔性交流輸電(FACTS)裝置，也是迄今為止通用性最好的FACTS裝置，綜合了多種靈活控制手段，具備無功補償、電壓調節、串聯補償和移相等能力，可以同時并非常快速的獨立控制輸電線路的有功功率和無功功率。UPFC可以控制線路的潮流分布，有效地提高電力系統的穩定性。

　　當前電網中普遍存在潮流分布不合理、運行欠靈活等問題，影響電網輸電能力，迫切需要采用一種新的技術手段對系統電壓和潮流進行靈活動態的調節，提高電網駕馭能力。“統一潮流控制器(簡稱‘UPFC’)能夠有效解決這一系列問題，該技術是柔性交流輸電技術(FACTS)的制高點，它能對電網進行綜合智能控制。”南瑞繼保電氣研究院副院長沈全榮表示。

　　4月25日，我國UPFC工程化應用攻克了關鍵節點，由中國電機工程學會組織專家對南瑞繼保承擔的“PCS-8200統一潮流控制器(UPFC)”項目進行了鑒定。與會專家一致認為：該項目緊密結合國內電網實際需求，項目單位掌握了UPFC成套技術，研制了UPFC關鍵核心設備，開發并建設了全面的試驗驗證系統，具備了UPFC系統研究、核心裝備制造、試驗驗證和工程整體實施能力。關鍵技術及設備具有完全自主知識產權，填補了行業空白，滿足工程實施需要，達到國際領先水平。

　　UPFC取得多項技術創新

　　南瑞繼保近年在柔性交、直流輸電領域取得了豐碩的成果，其中，世界上容量最大、電壓等級最高的SVC和可控高抗以及世界首個五端柔性直流輸電工程相繼成功投運，UPFC是上述柔性交直流高端裝備技術之后的又一重大技術突破。

　　目前世界上現有三套UPFC工程，均采用GTO器件串聯、低電平換流橋、變壓器多重化拓撲構成，這種換流閥技術存在損耗大、結構復雜、成本高、可靠性低、可維護性差，上述技術瓶頸阻礙了UPFC的應用。

　　技術突破的核心，不是簡單的功能疊加或性能改進，而在于創新地對已知問題作出具有突破性的解決方案。雖然南瑞繼保已經具備了柔性交、直流輸電技術的豐富經驗，但是要為柔性交流輸電技術最高端的UPFC作技術創新，同時首次采用模塊化多電平換流閥等多項技術 (MMC技術)，并非易事。

　　“我們從2011年就開始進行研究和技術攻關，UPFC系統非常復雜，從一次到二次設備，從控制到運行處理，從故障到過電壓等，整體涵蓋的范圍廣，涉及內容眾多，需要系統性的考慮和解決。特別在UPFC數字仿真建模、主回路拓撲結構優化、雙回線路UPFC控制策略研究、接入系統分析、核心裝備研制等方面取得了突破。我們創新性地提出了三個換流閥互為備用的系統結構，可以實現多種運行方式，具有很好的靈活性、可靠性和經濟性。”沈全榮說。

　　PCS-8200統一潮流控制器在成套裝置和設計方面，還實現了雙環線路功率解耦控制策略和多換流器協調控制策略;提出了UPFC系統的整體保護配置方案;研制了高安全裕度、低損耗和高可靠性的模塊化多電平換流閥;研制了結構緊湊、耐受沖擊電流大的TBS閥組，能夠有效地保護串聯變壓器和換流閥組。

　　UPFC技術可帶來多重效益

　　在國內UPFC成套技術尚屬于空白的情況下，投入巨大的人力物力攻克UPFC關鍵技術，出于怎樣的考慮?沈全榮表示：“首先是電網的需求，某些區域電網在規劃中,發現電網運行中有一些以往技術手段解決不了的潮流問題，潮流分配不均，有些線路潮流過重，這種情況下只能增加線路分流，但是由于輸電走廊有限，尤其是居民居住地區，用地有限，很難再新建一條電纜通道增加線路輸電能力，而且投資大。UPFC可以解決上述問題。其次是基于我們柔性直流輸電等電力電子技術已經成熟，且有舟山五端柔直工程的成功應用作為技術支撐。”

　　目前國內大中型城市電網，其出線走廊很少，如果要增加線路，可能需要開挖電纜隧道。沈全榮進一步介紹，新建一條大約10千米的220千伏電纜隧道耗資約十億元。若給雙回線路直接安裝潮流控制器，總投資則只需要約2億元，相當于電纜隧道耗資的五分之一;另外UPFC技術具有杠桿撬動作用，注入一定向量的電壓，可以撬動電網潮流的分布，具有3~5倍的潮流放大效應。綜合經濟效益顯著。

　　隨著特高壓交直流電網的快速發展，形成了特高壓、500千伏和220千伏的三級電磁環網，電網的潮流分布日趨復雜，而采用UPFC技術，既能在電力系統穩態方面實現潮流優化調節，合理控制有功功率、無功功率，最大限度提高線路的輸送能力，實現優化運行，又能在動態方面，通過快速無功吞吐，動態地支撐接入點的電壓，提高系統電壓穩定性。據了解，在長三角、西北等大部分區域電網均有進行潮流優化的迫切需求，因此UPFC應用前景非常廣闊。這項技術解決了城市建設中電網潮流分配的根本性問題，是電力電子領域技術發展的革命性突破，具有里程碑意義。