电力弹簧是一种应用于电力系统中的新型电力电子装置,它改变了电力系统中用电需求决定发电量的传统思路,实现了用电量可随着发电量的变化而变化,能有效缓解太阳能、风能等新能源发电的间歇性和不稳定性的问题。目前的研究中,电力弹簧主要用于解决配电网中新能源发电带来的母线电压波动问题,而电力弹簧在解决电压波动问题的同时,参与系统频率调节的控制方法并不完善。本论文针对应用于交流微网的电力弹簧进行研究。主要研究工作如下:(1)首先对单相及三相电力弹簧的拓扑进行了归纳总结,选取了电容型电力弹簧作为研究对象。建立了单相电力弹簧数学模型,推导得出了系统有功功率与关键负载电压之间的关系式。(2)对电力弹簧的控制方法进行研究,针对单相电力弹簧提出了基于幅值-相角约束单自由度控制方法和虚拟电容控制方法;将所提基于幅值-相角约束单自由度控制方法拓展到三相,提出了应用于三相电力弹簧的调频-调压控制方法;(3)针对可再生能源高渗透的交流微网系统提出了基于电力弹簧的频率-电压优化方法,分析了电力弹簧渗透率对含多电力弹簧的微网系统频率稳定性的影响;(4)最后,根据以上理论分析,在PSCAD仿真软件中搭建相应的仿真模型,对所获得的分析结果进行仿真验证,证明了理论分析结论的正确性及所提方法的有效性。本文针对电力弹簧提出了 一种既能稳定电压,也能参与系统频率调节的控制方法,解决了可再生能源高渗透的交流微网系统电压及频率波动问题。