UPFC là một khỏi niệm mới ứng dụng cỏc thiết bị bự đa chức năng để điều khiển điện ỏp tại cỏc thanh cỏi độc lập, dũng cụng suất tỏc dụng P và phản khỏng Q trờn cỏc đường dõy truyền tải, đặc biệt là trờn cỏc đường dõy siờu cao ỏp nối giữa cỏc HTĐ nhỏ. UPFC là thiết bị làm cho lưới điện vận hành rất linh hoạt và hiệu quả.
Về mặt nguyờn lý cấu tạo, UPFC được hiểu như sự kết hợp thiết bị bự dọc làm thay đổi gúc pha (Static Synchoronous Series Compensator) với thiết bị bự ngang STATCOM. Thiết bị UPFC cú cấu tạo gồm hai bộ biến đổi cụng suất dạng nghịch lưu ỏp mắc theo kiểu lưng tựa lưng liờn kết qua tụ DC để dự trữ cụng suất như Hỡnh 4.17.
V1
Vc Vpq
V
Hỡnh 4.17- Nguyờn lý hoạt động của UPFC.
Cụng suất tỏc dụng cú thể trao đổi theo cả hai chiều tại điểm đối nối vào hệ thống điện xoay chiều của mỗi bộ biến đổi và mỗi bộ biến đổi cũn cú khả năng cung cấp hoặc hấp thụ cụng suất phản khỏng. Bộ nghịch lưu thứ hai (NL2) thực hiện nhiệm vụ chớnh của UPFC là đặt nối tiếp vào đường dõy một điện ỏp Vpq cú biờn độ và gúc pha điều chỉnh được. Theo giản đồ vộctơ hỡnh 4.17b cho thấy
UPFC cú thể điều khiển được mụdul →
2V và gúc lệch δ giữa → V và gúc lệch δ giữa → 1 V và → 2 V , như vậy cú thể điều khiển được dũng cụng suất truyền tải trờn đường dõy. Bộ nghịch lưu thứ nhất (NL1) hỗ trợ hoạt động cho bộ nghịch lưu thứ hai bằng cỏch thực hiện đưa vào mạch DC lượng cụng suất tỏc dụng yờu cầu cho quỏ trỡnh thiết lập điện ỏp nối tiếp trờn đường dõy của bộ nghịch lưu thứ hai.