传统牵引供电系统普遍存在以负序为主的电能质量问题和电分相问题,严重制约了电气化铁路的进一步发展。基于对称补偿理论和高压大容量变流器的同相供电技术可以综合解决上述问题。潮流控制器作为同相供电系统关键装置,其可靠性对同相供电系统的安全、高效运行起到了决定性作用。因此,有必要对潮流控制器的可靠性进行研究,并提出优化方案以提高其可靠性。首先,建立了潮流控制器可靠性评估模型。分析了同相供电系统及潮流控制器的拓扑结构和工作特性,基于功率器件物理失效机理,建立了计及牵引负荷的随机波动性的IGBT模块损耗计算模型和结温计算模型,求解了散热器-环境热阻,构建了潮流控制器可靠性评估流程,通过实例分析验证了评估流程的有效性与准确性。其次,分析了潮流控制器可靠性影响因素。基于热分析理论,搭建了潮流控制器功率器件的散热仿真模型,分析了外部散热风速变化对功率器件间热耦合、功率器件结温和散热器-环境热阻的影响;基于潮流控制器可靠性影响机理,分析了开关频率和调制方式对IGBT模块可靠性的影响。确定以开关频率、调制方式和散热风速为优化设计的优化参数。最后,研究了功率器件热循环中平均结温和结温波动对其失效率的影响。为了降低结温及平滑结温波动,提出了结合控制开关频率、调制方式与散热风速的综合控制策略。建立了以潮流控制器可靠性最高为优化目标,以负荷分区点、开关频率及散热风速为优化变量的综合控制优化模型。利用带收缩因子的粒子群算法求解模型,得出最佳综合控制策略,提升潮流控制器的寿命。