基于模块化多电平换流器的统一潮流控制器（Unified Power Flow Controller based on Modular Multi-level Converter,MMC-UPFC）在线路正常运行时可灵活调节输电线路传输容量,提高电力系统的稳定性。当线路发生短路故障后,UPFC串、并联侧均会受到故障冲击,存在串、并联侧MMC过流闭锁,UPFC完全退出运行的风险;并且UPFC接入线路存在三相重合闸故障性质判别困难,永久性故障测距精度难以保障的问题。对此,本文围绕UPFC故障渡越及自适应重合闸问题展开研究:首先,本文以交流系统发生最严重的三相短路为例,分析了 UPFC串、并联侧MMC故障特性;在此基础上,为了实现UPFC故障渡越,即保障故障后并联侧MMC持续运行,借鉴风电场交流故障穿越的直流Chopper电路,并结合UPFC不同运行方式对故障特性的影响,提出了基于混合型Chopper电路的MMC-UPFC故障渡越方案。该方案能够在交流系统故障后将并联侧MMC与串联侧MMC隔离,UPFC切换为STATCOM工作模式,从而为交流系统持续提供无功功率支撑。仿真结果表明提出的故障渡越方案在不同运行方式下均具有可行性。其次,针对UPFC接入线路三相重合闸电磁能量快速衰减导致电弧特征微弱、故障性质难以识别的问题,利用UPFC灵活的可控性,提出了基于主动注入的UPFC接入线路三相自适应重合闸方案。通过切换UPFC串联侧MMC控制方式,采用定U/f控制注入特征电压;在此基础上,通过判断线路是否产生特征电流识别永久性故障与瞬时性故障;针对高阻故障的特殊场景,进一步提出阶段性注入特征电流判据提高故障性质判别的可靠性。仿真实验验证了所提三相自适应重合闸方案的可行性和有效性。最后,针对UPFC接入线路永久性故障传统被动式测距精度难以保障的问题,提出了基于控保协同思想的主动注入式UPFC接入线路故障测距方法,以提高线路测距精度,加快巡线速度,减少停运时间。该方法在接入线路故障隔离后,利用重合闸期间主动注入的特征信号,进而通过单端量的解微分方程算法实现故障测距。所提方法将UPFC作为信号源,通过接入线路单侧注入的电气信号构建测距方程,可解决被动式故障测距易受UPFC运行特性及过渡电阻影响的问题。仿真结果验证了所提故障测距方法的有效性和精确性。