在能源和环境双重压力下,以风电为主的可再生能源发电受到广泛的重视,逐步规模化、产业化。大规模的风力发电机组开始涌入电网,与此同时电网安全运行的稳定性也承受了巨大的威胁,也使得风电的进一步发展受阻,改善风力发电并网稳定性势在必行。UPFC作为柔性交流输电技术设备中最灵活、功能最多的的器件,它不仅能控制系统功率,还能控制系统电压,因此在风电并网系统中引入UPFC来减少风电接入对电网的影响,改善风电并网稳定性。在分析不同类型的风力发电机结构和气动特性的基础上,深入研究双馈风力发电机工作原理和发电特性,采用矢量变换方法,构建双馈风机在三相静止和两相旋转坐标系下数学模型,并分析其控制策略,对其转子侧和网侧分别采用定子电压定向矢量控制、电网电压定向矢量控制方法,通过Matlab/Simulink仿真平台建立双馈风机并网系统仿真模型,并对其仿真结果进行分析,验证理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。对UPFC的原理进行理论分析,建立了 UPFC的数学模型并具体剖析了其控制策略,就UPFC在调控过程中因功率失衡所引起的并联侧接入电压和直流电容电压波动而出现的欠压或过压问题,通过引入UPFC直流电容虚拟惯量,并对其并联变换器有功功率和无功功率控制回路进行改进,提出一种含有直流电容虚拟惯量的UPFC并联变换器控制策略,通过Matlab/Simulink仿真平台建立其单机无穷大仿真模型,由仿真结果分析可知,在直流电容虚拟惯量控制方法下UPFC不仅能很好调节系统的有功无功,还能较好的控制系统电压和直流电容电压的波动。最后研究UPFC对风电并网系统的暂态控制能力,搭建基于UPFC的双馈风电并网系统模型进行仿真验证,通过理论分析计算出风电并网系统中无功损耗,从而确定UPFC容量取值,并分析其确定值附近不同容量取值的UPFC对双馈风电并网系统补偿效果的影响,验证所选装置容量的合理性;进一步详细分析在线路三相故障工况下UPFC对双馈风电并网系统稳定性所起的作用,结果表明UPFC能够很好的改善风力发电并网稳定性。