基础工作原理：7.2.1简要解析

图7-4a所示的两端电源电力系统中，变流器Ⅱ的交流端AC2经并联变压器并接在线路电压上，变流器Ⅰ的交流端AC1经串联变压器向线路输出一个串联补偿电压，的幅值V_pq（0≤V_pq≤V_{pq max}）和相位ρ（0≤ρ≤2π）均可控。在图7-4c中，相量为V_pq，ρ是补偿电压超前线路电压的相位角。由两个变流器组成UPFC，该装置的作用相当于一个理想的AC-DC-AC功率变换器，可在该背靠背变流器的交流终端AC1和AC2之间双向交换任意所需有功功率。装置中的每个变流器又都可同时在其输出端独立发出（或吸收）无功功率。

图7-4 采用两个背靠背的电压源实现UPFC(www.xing528.com)

变流器Ⅰ向线路串联注入的电压是一个同步交流电压源，实现UPFC的主要功能。线路电流流经该电压源与交流系统中的有无功功率和有功功率进行交换。

当变流器Ⅱ工作在整流状态时，它将并联变压器从电网输入的交流功率变为直流功率，这时变流器Ⅰ处于逆变工况，将这个直流功率逆变为交流功率，再经串联变压器输出电压，串联注入线路。反之，当变流器Ⅰ处于整流状态时，它注入线路的补偿电压与线路电流共同从交流线路输入交流功率，经变流器Ⅰ整流成直流功率，变流器Ⅱ在逆变工况下将直流功率变为变流功率，经并联变压器返回电网。因此，调控两个变流器分别在整流、逆变工况或在逆变、整流工况运行，可实现图7-4a中所示的两个变流器之间有功功率的双向功率流动。由于全控开关变流器能自身独立产生感性和容性功率，故任何一个变流器不论处于整流状态（从交流电网线路输入有功）还是处于逆变状态（向交流电网线路输出有功）都能从电网输入或输出指令所要求的无功功率。