随着风能、太阳能等可再生能源发电并网容量逐年增加,其不稳定性、间隙性、不可控性给电力系统稳定运行带来了严重的影响,如电压波动、频率闪变等,另一方面大量非线性电力电子装置的使用也给电网运行带来了严重的谐波污染,造成电能质量下降。因此,保证电力系统安全可靠的运行是当前迫切需要解决的问题之一。为了解决新能源发电不稳定性导致的电网功率不平衡、电压波动等一系列问题,香港大学Shu Yuen(Ron)Hui课题组提出一种新型电力电子装置—电气弹簧(ES)。本文首先在第二章系统阐述了ES的基本原理,归纳了已有的拓扑结构,分析了ES的相关控制方式。其次,采用无功补偿控制的ES会给电网带来谐波污染继而影响ES的电压补偿能力,为了解决这个问题,本文第三章在详细分析ES无功补偿控制机理的基础上,通过增加一阶低通滤波器和谐波补偿环节对其进行了优化,并通过MATLAB/Simulink进行了仿真分析。为了分析ES关键负载电压稳定的影响因素,本文第四章在详细分析ES工作原理的基础上,借助数学推导,揭示了相关影响因素,研究了非关键负载电阻、输电线阻抗、LC滤波器中电容/电感、电网频率对关键负载电压稳定的影响,并通过MATLAB/Simulink进行了仿真分析。为了分析ES工作前后关键/非关键负载功率的变化,本文第五章在详细分析ES工作原理的基础上,对ES工作前后,阻性、感性、容性关键/非关键负载功率的变化进行了理论分析,并通过MATLAB/Simulink进行了仿真分析。