无功补偿对保障电力系统安全和稳定运行起到非常重要的作用,传统无功补偿装置存在一些明显的不足:如同步调相机,其效率低、噪声大、投资及运行维护成本高;又如TCR,其电流质量差、调节范围小;STATCOM虽然响应速度快、调节精度高,但控制复杂。本文研究了一种新型的连续无功补偿技术——磁能再生开关(Megnatic Energy Recovery Switch,MERS),其优点为:结构简单、低频控制、低成本、低损耗、补偿范围大且运行稳定。课题采取理论分析与、仿真及实验相结合的方式,从MERS的电路结构、工作原理、数学模型、控制策略及工程应用等方面展开研究,主要完成了一下工作:首先,阐明了无功补偿对电网运行的意义,对无功补偿设备的类型、技术现状、优缺点分别进行了比较,并针对其中存在的问题提出了本文的研究内容;第二,分析了MERS的结构和工作原理,建立了并联MERS的双变量(α和VC-min)等效容抗模型和功率模型,分析了MERS的电流波形畸、电容过电压和补偿范围问题;第三,基于传统单变量相移控制的(仅控制α或VC-min)特点,提出基于双变量的参数协调配置控制技术(Optimization Allocation of Control Parameters Technology,OACPT),通过仿真和实验对OACPT的电流谐波抑制、电容过压调节和无功补偿效果,从而提出了多目标优化的参数配置方案;第四,提出采用MERS+TSC的配电网功率因数调节方案,基于配电网功率平衡模型和联合补偿器的连续无功模型,研究了等功率工作线及最佳工作点优化策略,并建立了最佳工作点评判标准模型;第五,分析了异步电机发电运行的工作原理、数学模型及电压特性,深入研究了发电机输出电压失衡的深层机理,提出采取MERS+FCs共同进行励磁补偿的电压稳定控制方法,构建独立运行的模拟风力发电系统,采用MERS和飞轮分别进行电压和频率控制,并提出基于负荷预测的异步发电机组控制策略;第六,设计了三相并联MERS实验样机,通过样机调试和运行验证的它的连续无功控制性能,然后搭建了电网功率因数调节实验平台和模拟异步发电机组实验平台,分别对MERS的功率因数校正和异步发电机电压控制效果进行了验证。最后,根据上述研究内容对本课题的主要工作进行了总结,得出本文的结论,并对未来的工作提出展望。